Βασική διαφορά – Οξειδωτική φωσφορυλίωση έναντι φωτοφωσφορυλίωσης
Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την επιβίωση και τη λειτουργία των ζωντανών οργανισμών. Το ATP είναι γνωστό ως το παγκόσμιο ενεργειακό νόμισμα της ζωής. Η παραγωγή ATP μέσα στο ζωντανό σύστημα συμβαίνει με πολλούς τρόπους. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση και η φωτοφωσφορυλίωση είναι δύο κύριοι μηχανισμοί που παράγουν το μεγαλύτερο μέρος του κυτταρικού ATP σε ένα ζωντανό σύστημα. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση χρησιμοποιεί μοριακό οξυγόνο κατά τη σύνθεση του ATP και λαμβάνει χώρα κοντά στις μεμβράνες των μιτοχονδρίων, ενώ η φωτοφωσφορυλίωση χρησιμοποιεί το ηλιακό φως ως πηγή ενέργειας για την παραγωγή του ATP και λαμβάνει χώρα στη θυλακοειδή μεμβράνη του χλωροπλάστη. Η βασική διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και της φωτοφωσφορυλίωσης είναι ότι η παραγωγή ATP καθοδηγείται από τη μεταφορά ηλεκτρονίων στο οξυγόνο κατά την οξειδωτική φωσφορυλίωση, ενώ το ηλιακό φως οδηγεί την παραγωγή ATP στη φωτοφωσφορυλίωση.
Τι είναι η Οξειδωτική Φωσφορυλίωση;
Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι η μεταβολική οδός που παράγει ATP χρησιμοποιώντας ένζυμα με την παρουσία οξυγόνου. Είναι το τελικό στάδιο της κυτταρικής αναπνοής των αερόβιων οργανισμών. Υπάρχουν δύο κύριες διαδικασίες οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και χημειόσμωση. Στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, διευκολύνει τις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν πολλά ενδιάμεσα οξειδοαναγωγής για να οδηγήσουν την κίνηση των ηλεκτρονίων από τους δότες ηλεκτρονίων στους δέκτες ηλεκτρονίων. Η ενέργεια που προέρχεται από αυτές τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής χρησιμοποιείται για την παραγωγή ΑΤΡ στη χημειόσμωση. Στο πλαίσιο των ευκαρυωτών, η οξειδωτική φωσφορυλίωση πραγματοποιείται σε διαφορετικά πρωτεϊνικά σύμπλοκα εντός της εσωτερικής μεμβράνης των μιτοχονδρίων. Στο πλαίσιο των προκαρυωτικών, αυτά τα ένζυμα είναι παρόντα στον διαμεμβρανικό χώρο του κυττάρου.
Οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην οξειδωτική φωσφορυλίωση συνδέονται μεταξύ τους. Στους ευκαρυώτες, πέντε κύρια πρωτεϊνικά σύμπλοκα χρησιμοποιούνται κατά την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Τελικός δέκτης ηλεκτρονίων της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης είναι το οξυγόνο. Δέχεται ένα ηλεκτρόνιο και μειώνεται για να σχηματίσει νερό. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να υπάρχει οξυγόνο για την παραγωγή ATP με την οξειδωτική φωσφορυλίωση.
Εικόνα 01: Οξειδωτική Φωσφορυλίωση
Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη ροή των ηλεκτρονίων μέσω της αλυσίδας χρησιμοποιείται για τη μεταφορά πρωτονίων μέσω της εσωτερικής μεμβράνης των μιτοχονδρίων. Αυτή η δυναμική ενέργεια κατευθύνεται στο τελικό πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που είναι η συνθάση ATP για την παραγωγή ΑΤΡ. Η παραγωγή ATP λαμβάνει χώρα στο σύμπλεγμα συνθετάσης ATP. Καταλύει την προσθήκη φωσφορικής ομάδας στο ADP και διευκολύνει τον σχηματισμό του ATP. Η παραγωγή ATP χρησιμοποιώντας την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη μεταφορά ηλεκτρονίων είναι γνωστή ως χημειόσμωση.
Τι είναι η φωτοφωσφορυλίωση;
Στο πλαίσιο της φωτοσύνθεσης, η διαδικασία που φωσφορυλιώνει το ADP σε ATP χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ηλιακού φωτός αναφέρεται ως φωτοφωσφορυλίωση. Σε αυτή τη διαδικασία, το ηλιακό φως ενεργοποιεί διαφορετικά μόρια χλωροφύλλης για να δημιουργήσει έναν δότη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας που θα γινόταν αποδεκτός από έναν δέκτη ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας. Επομένως, η φωτεινή ενέργεια περιλαμβάνει τη δημιουργία τόσο δότη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας όσο και δέκτη ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας. Ως αποτέλεσμα μιας ενεργειακής βαθμίδας που δημιουργείται, τα ηλεκτρόνια θα μετακινηθούν από δότη σε δέκτη με κυκλικό και μη κυκλικό τρόπο. Η κίνηση των ηλεκτρονίων πραγματοποιείται μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Η φωτοφωσφορυλίωση θα μπορούσε να κατηγοριοποιηθεί σε δύο ομάδες. κυκλική φωτοφωσφορυλίωση και μη κυκλική φωτοφωσφορυλίωση. Η κυκλική φωτοφωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα σε μια ειδική θέση του χλωροπλάστη που είναι γνωστή ως θυλακοειδής μεμβράνη. Η κυκλική φωτοφωσφορυλίωση δεν παράγει οξυγόνο και NADPH. Αυτή η κυκλική οδός ξεκινά τη ροή ηλεκτρονίων προς ένα σύμπλεγμα χρωστικής χλωροφύλλης γνωστό ως φωτοσύστημα Ι. Από το φωτοσύστημα Ι ενισχύεται το ηλεκτρόνιο υψηλής ενέργειας. Λόγω της αστάθειας του ηλεκτρονίου, θα γίνει αποδεκτό από έναν δέκτη ηλεκτρονίων που βρίσκεται σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Μόλις εκκινηθούν, τα ηλεκτρόνια θα μετακινηθούν από τον έναν δέκτη ηλεκτρονίων στον άλλο σε μια αλυσίδα ενώ αντλούν ιόντα Η+ κατά μήκος της μεμβράνης που παράγει μια κινητήρια δύναμη πρωτονίων. Αυτή η κινητήρια δύναμη πρωτονίου οδηγεί στην ανάπτυξη μιας ενεργειακής βαθμίδας που χρησιμοποιείται στην παραγωγή ATP από ADP χρησιμοποιώντας το ένζυμο ATP συνθάση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.
Εικόνα 02: Φωτοφωσφορυλίωση
Στη μη κυκλική φωτοφωσφορυλίωση, περιλαμβάνει δύο σύμπλοκα χρωστικής χλωρόφυλλου (φωτοσύστημα Ι και φωτοσύστημα II). Αυτό λαμβάνει χώρα στο στρώμα. Σε αυτό το μονοπάτι της φωτόλυσης του νερού, το μόριο λαμβάνει χώρα στο φωτοσύστημα II που διατηρεί δύο ηλεκτρόνια που προέρχονται από την αντίδραση φωτόλυσης μέσα στο φωτοσύστημα αρχικά. Η φωτεινή ενέργεια περιλαμβάνει τη διέγερση ενός ηλεκτρονίου από το φωτοσύστημα II το οποίο υφίσταται αλυσιδωτή αντίδραση και τελικά μεταφέρεται σε ένα μόριο πυρήνα που υπάρχει στο φωτοσύστημα II. Το ηλεκτρόνιο θα μετακινηθεί από τον έναν δέκτη ηλεκτρονίων στον άλλο σε μια βαθμίδα ενέργειας που τελικά θα γίνει αποδεκτή από ένα μόριο οξυγόνου. Εδώ σε αυτό το μονοπάτι, παράγονται τόσο οξυγόνο όσο και NADPH.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και της φωτοφωσφορυλίωσης;
- Και οι δύο διαδικασίες είναι σημαντικές για τη μεταφορά ενέργειας μέσα στο ζωντανό σύστημα.
- Και τα δύο εμπλέκονται στη χρήση ενδιάμεσων οξειδοαναγωγικών ενώσεων.
- Και στις δύο διαδικασίες, η παραγωγή μιας κινητήριας δύναμης πρωτονίου οδηγεί στη μεταφορά ιόντων H+ σε όλη τη μεμβράνη.
- Η ενεργειακή κλίση που δημιουργείται και από τις δύο διαδικασίες χρησιμοποιείται για την παραγωγή ATP από ADP.
- Και οι δύο διεργασίες χρησιμοποιούν το ένζυμο συνθάσης ATP για την παραγωγή του ATP.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και της φωτοφωσφορυλίωσης;
Οξειδωτική Φωσφορυλίωση vs Φωτοφωσφορυλίωση |
|
| Οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι η διαδικασία που παράγει ATP χρησιμοποιώντας ένζυμα και οξυγόνο. Είναι το τελευταίο στάδιο της αερόβιας αναπνοής. | Φωτοφωσφορυλίωση είναι η διαδικασία παραγωγής ATP με χρήση ηλιακού φωτός κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης. |
| Πηγή ενέργειας | |
| Το μοριακό οξυγόνο και η γλυκόζη είναι οι πηγές ενέργειας της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. | Το φως του ήλιου είναι η πηγή ενέργειας της φωτοφωσφορυλίωσης. |
| Τοποθεσία | |
| Συμβαίνει οξειδωτική φωσφορυλίωση στα μιτοχόνδρια | Συμβαίνει φωτοφωσφορυλίωση στον χλωροπλάστε |
| Εμφάνιση | |
| Η οξειδωτική φωσφορυλίωση εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής. | Η φωτοφωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης. |
| Τελικός αποδέκτης ηλεκτρονίων | |
| Το οξυγόνο είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. | NADP+ είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων της φωτοφωσφορυλίωσης. |
Σύνοψη – Οξειδωτική φωσφορυλίωση vs Φωτοφωσφορυλίωση
Η παραγωγή ATP στο ζωντανό σύστημα συμβαίνει με πολλούς τρόπους. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση και η φωτοφωσφορυλίωση είναι δύο κύριοι μηχανισμοί που παράγουν το μεγαλύτερο μέρος του κυτταρικού ΑΤΡ. Στους ευκαρυώτες, η οξειδωτική φωσφορυλίωση πραγματοποιείται σε διαφορετικά πρωτεϊνικά σύμπλοκα εντός της εσωτερικής μεμβράνης των μιτοχονδρίων. Περιλαμβάνει πολλά ενδιάμεσα οξειδοαναγωγής για να οδηγήσει την κίνηση των ηλεκτρονίων από δότες ηλεκτρονίων σε δέκτες ηλεκτρονίων. Επιτέλους, η χρήση της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη μεταφορά ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για την παραγωγή ΑΤΡ από συνθάση ΑΤΡ. Η διαδικασία που φωσφορυλιώνει το ADP σε ATP χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ηλιακού φωτός αναφέρεται ως φωτοφωσφορυλίωση. Συμβαίνει κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης. Η φωτοφωσφορυλίωση γίνεται με δύο κύριους τρόπους. κυκλική φωτοφωσφορυλίωση και μη κυκλική φωτοφωσφορυλίωση. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση συμβαίνει στα μιτοχόνδρια και η φωτοφωσφορυλίωση στους χλωροπλάστες. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και της φωτοφωσφορυλίωσης.
Κατεβάστε το PDF Οξειδωτική φωσφορυλίωση vs Φωτοφωσφορυλίωση
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κατεβάστε την έκδοση PDF εδώ Διαφορά μεταξύ οξειδωτικής φωτοφωσφορυλίωσης και φωτοφωσφορυλίωσης
