Pagrindinis skirtumas – oksidacinis fosforilinimas ir fotofosforilinimas
Adenozino trifosfatas (ATP) yra svarbus gyvų organizmų išlikimo ir veikimo veiksnys. ATP yra žinoma kaip universali gyvenimo energijos valiuta. ATP gamyba gyvojoje sistemoje vyksta įvairiais būdais. Oksidacinis fosforilinimas ir fotofosforilinimas yra du pagrindiniai mechanizmai, gaminantys didžiąją dalį ląstelių ATP gyvoje sistemoje. Oksidacinis fosforilinimas naudoja molekulinį deguonį ATP sintezės metu ir vyksta šalia mitochondrijų membranų, o fotofosforilinimas naudoja saulės šviesą kaip energijos š altinį ATP gamybai, ir tai vyksta chloroplasto tilakoidinėje membranoje. Pagrindinis skirtumas tarp oksidacinio fosforilinimo ir fotofosforilinimo yra tas, kad ATP gamybą skatina elektronų perkėlimas į deguonį oksidacinio fosforilinimo metu, o saulės šviesa skatina ATP gamybą fotofosforilinant.
Kas yra oksidacinis fosforilinimas?
Oksidacinis fosforilinimas yra metabolinis kelias, kurio metu ATP gaminasi naudojant fermentus su deguonimi. Tai paskutinis aerobinių organizmų ląstelių kvėpavimo etapas. Yra du pagrindiniai oksidacinio fosforilinimo procesai; elektronų transportavimo grandinė ir chemiomozė. Elektronų transportavimo grandinėje jis palengvina redokso reakcijas, kuriose dalyvauja daug tarpinių redokso junginių, skatinančių elektronų judėjimą iš elektronų donorų į elektronų akceptorius. Energija, gauta iš šių redokso reakcijų, naudojama ATP gamybai chemiomoszės metu. Eukariotų kontekste oksidacinis fosforilinimas vyksta skirtinguose b altymų kompleksuose, esančiuose vidinėje mitochondrijų membranoje. Prokariotų kontekste šie fermentai yra tarpmembraninėje ląstelės erdvėje.
Oksidaciniame fosforilinime dalyvaujantys b altymai yra susieti vienas su kitu. Eukariotuose elektronų transportavimo grandinėje naudojami penki pagrindiniai b altymų kompleksai. Galutinis oksidacinio fosforilinimo elektronų akceptorius yra deguonis. Jis priima elektroną ir redukuojasi, kad susidarytų vanduo. Taigi, kad oksidacinio fosforilinimo būdu susidarytų ATP, turi būti deguonies.
01 pav.: Oksidacinis fosforilinimas
Energija, kuri išsiskiria elektronams tekant grandine, naudojama protonams pernešti per vidinę mitochondrijų membraną. Ši potenciali energija nukreipiama į galutinį b altymų kompleksą, kuris yra ATP sintazė, gaminanti ATP. ATP gamyba vyksta ATP sintazės komplekse. Jis katalizuoja fosfato grupės pridėjimą prie ADP ir palengvina ATP susidarymą. ATP gamyba naudojant energiją, išsiskiriančią per elektronų perdavimą, žinoma kaip chemiomozė.
Kas yra fotofosforilinimas?
Fotosintezės kontekste procesas, kurio metu ADP fosforilinamas į ATP, naudojant saulės šviesos energiją, vadinamas fotofosforilinimu. Šiame procese saulės šviesa suaktyvina skirtingas chlorofilo molekules, kad sukurtų didelės energijos elektronų donorą, kurį priimtų mažos energijos elektronų akceptorius. Todėl šviesos energija apima tiek didelės energijos elektronų donoro, tiek mažos energijos elektronų akceptoriaus sukūrimą. Dėl sukurto energijos gradiento elektronai judės nuo donoro iki akceptoriaus cikliškai ir necikliškai. Elektronų judėjimas vyksta elektronų transportavimo grandine.
Fotofosforilinimą galima būtų suskirstyti į dvi grupes; ciklinis fotofosforilinimas ir neciklinis fotofosforilinimas. Ciklinis fotofosforilinimas vyksta specialioje chloroplasto vietoje, vadinamoje tilakoidine membrana. Ciklinis fotofosforilinimas nesukuria deguonies ir NADPH. Šis ciklinis kelias inicijuoja elektronų srautą į chlorofilo pigmento kompleksą, žinomą kaip fotosistema I. Iš fotosistemos I padidinamas didelės energijos elektronas. Dėl elektrono nestabilumo jį priims elektronų akceptorius, kurio energijos lygis yra žemesnis. Suaktyvinti elektronai grandinėje judės iš vieno elektronų akceptoriaus į kitą, o H+ jonus perpumpuos per membraną, kuri sukuria protonų varomąją jėgą. Ši protonų varomoji jėga lemia energijos gradiento vystymąsi, kuris panaudojamas gaminant ATP iš ADP, naudojant fermentą ATP sintazę proceso metu.
02 pav.: Fotofosforilinimas
Necikliniame fotofosforilinime dalyvauja du chlorofilo pigmento kompleksai (I fotosistema ir II fotosistema). Tai vyksta stromoje. Šiuo vandens fotolizės būdu II fotosistemoje vyksta molekulė, kuri iš pradžių fotosistemoje išlaiko du elektronus, gautus iš fotolizės reakcijos. Šviesos energija apima II fotosistemos elektrono sužadinimą, kuriame vyksta grandininė reakcija ir galiausiai perkeliama į II fotosistemoje esančią pagrindinę molekulę. Elektronas judės iš vieno elektronų akceptoriaus į kitą energijos gradientu, kurį galiausiai priims deguonies molekulė. Šiame kelyje gaminamas ir deguonis, ir NADPH.
Kokie yra oksidacinio fosforilinimo ir fotofosforilinimo panašumai?
- Abu procesai yra svarbūs perduodant energiją gyvojoje sistemoje.
- Abu dalyvauja redokso tarpinių produktų panaudojime.
- Abejų procesų metu protonų varomoji jėga sukelia H+ jonų pernešimą per membraną.
- Abu procesų sukurtas energijos gradientas naudojamas ATP gaminti iš ADP.
- Abu procesai naudoja ATP sintazės fermentą ATP gamybai.
Kuo skiriasi oksidacinis fosforilinimas ir fotofosforilinimas?
Oksidacinis fosforilinimas prieš fotofosforilinimą |
|
| Oksidacinis fosforilinimas yra ATP gamybos procesas naudojant fermentus ir deguonį. Tai paskutinis aerobinio kvėpavimo etapas. | Fotofosforilinimas yra ATP gamybos procesas naudojant saulės šviesą fotosintezės metu. |
| Energijos š altinis | |
| Molekulinis deguonis ir gliukozė yra oksidacinio fosforilinimo energijos š altiniai. | Saulės šviesa yra fotofosforilinimo energijos š altinis. |
| Vieta | |
| Oksidacinis fosforilinimas vyksta mitochondrijose | Chloroplastuose vyksta fotofosforilinimas |
| Įvykis | |
| Oksidacinis fosforilinimas vyksta ląstelinio kvėpavimo metu. | Fotofosforilinimas vyksta fotosintezės metu. |
| Galutinis elektronų priėmėjas | |
| Deguonis yra galutinis oksidacinio fosforilinimo elektronų akceptorius. | NADP+ yra galutinis fotofosforilinimo elektronų akceptorius. |
Santrauka – oksidacinis fosforilinimas prieš fotofosforilinimą
ATP gamyba gyvojoje sistemoje vyksta įvairiais būdais. Oksidacinis fosforilinimas ir fotofosforilinimas yra du pagrindiniai mechanizmai, gaminantys didžiąją dalį ląstelių ATP. Eukariotuose oksidacinis fosforilinimas vyksta skirtinguose b altymų kompleksuose, esančiuose vidinėje mitochondrijų membranoje. Tai apima daug redokso tarpinių produktų, kurie skatina elektronų judėjimą iš elektronų donorų į elektronų akceptorius. Galiausiai, naudojant elektronų perdavimo metu išsiskiriančią energiją, ATP sintazės būdu gaminamas ATP. Procesas, kurio metu ADP fosforilinamas į ATP, naudojant saulės šviesos energiją, vadinamas fotofosforilinimu. Tai vyksta fotosintezės metu. Fotofosforilinimas vyksta dviem pagrindiniais būdais; ciklinis fotofosforilinimas ir neciklinis fotofosforilinimas. Oksidacinis fosforilinimas vyksta mitochondrijose, o fotofosforilinimas vyksta chloroplastuose. Tai yra skirtumas tarp oksidacinio fosforilinimo ir fotofosforilinimo.
Atsisiųskite PDF dokumentą Oksidacinis fosforilinimas vs fotofosforilinimas
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatos pastaboje. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp oksidacinio fotofosforilinimo ir fotofosforilinimo
