Diferența cheie dintre chemiosmoza din mitocondrie și cloroplast este că, în chemiosmoza mitocondrială, sursa de energie sunt moleculele alimentare, în timp ce sursa de energie pentru chemiosmoza din cloroplast este primită de o sursă de lumină.
Chemiosmoza este mișcarea ionilor de la o parte a unei membrane biologice semipermeabile la alta printr-un gradient electrochimic. Gradientul permite trecerea pasivă a ionilor cu ajutorul proteinelor încorporate în membrană. Acest lucru ajută ionii să se deplaseze dintr-o zonă cu concentrație mai mare într-o zonă cu concentrație mai mică. Acest proces este similar cu osmoza, dar implică ioni care se deplasează prin membrane printr-un gradient.
Ce este chemiosmoza în mitocondrii?
Chimiosmoza în mitocondrii este pomparea protonilor prin canale speciale din membranele mitocondriilor de la membrana interioară la membrana exterioară. În timpul acestui proces, purtătorii de electroni, NADH și FADH, donează electroni lanțului de transport de electroni. Acești electroni efectuează modificări conformaționale în proteine pentru ca acestea să pompeze ionii H+ peste o membrană permeabilă selectiv. Distribuția neuniformă a ionilor de H+ de-a lungul membranei determină o diferență de concentrație și gradient electrochimic. Prin urmare, ionii de hidrogen încărcați pozitiv se mișcă și se agregează pe o parte a membranei. Mulți ioni se deplasează prin regiunile nepolare ale membranelor fosfolipide cu ajutorul canalelor ionice. Acest lucru face ca ionii de hidrogen din matrice să treacă prin membrana mitocondrială interioară cu ajutorul unei proteine membranare numită ATP sintaza. Această proteină utilizează energia potențială din gradientul de ioni de hidrogen pentru a adăuga un fosfat la ADP, formând ATP.
Figura 01: Chemiosmoza în mitocondrii
Chemiosmoza generează cea mai mare parte a ATP în timpul catabolismului aerob al glucozei. Producția de ATP în mitocondrii prin chemiosmoză este cunoscută sub denumirea de fosforilare oxidativă. La sfârșitul acestui proces, electronii ajută la reducerea moleculelor de oxigen în ioni de oxigen. Electronii suplimentari de pe oxigen interacționează cu ionii H+ pentru a forma apă.
Ce este chemiosmoza în cloroplast?
Chemiosmoza în cloroplaste este mișcarea protonilor pentru producerea de ATP în plante. În cloroplast, chemiosmoza are loc în tilacoid. Tilacoidul recoltează lumina și servește drept locație pentru reacțiile luminoase în timpul fotosintezei. Reacțiile luminoase generează ATP prin chemiosmoză. Complexul de antenă al fotosistemului II primește fotonii în lumina soarelui. Acest lucru excită electronii la un nivel de energie mai în alt. Apoi electronii transportă în jos prin lanțul de transport de electroni, pompând protoni activ prin membrana tilacoidului în lumenul tilacoidului.
Figura 02: Chemiosmoza în cloroplast
Cu ajutorul unei enzime ATP sintazei, protonii curg pe un gradient electrochimic. Aceasta generează ATP prin fosforilarea ADP la ATP. Acești electroni din prima reacție luminoasă ajung la fotosistemul I și apoi ajung la un nivel de energie mai în alt prin energia luminoasă și sunt primiți de un acceptor de electroni. Acest lucru reduce NADP+ la NADPH. Oxidarea apei, care se împarte în protoni și oxigen, înlocuiește electronii care se pierd din fotosistemul II. Pentru a genera o moleculă de oxigen, fotosistemele I și II absorb cel puțin zece fotoni. Aici, patru electroni se deplasează prin fotosisteme și generează două molecule NAPDH.
Care sunt diferențele de asemănări dintre chimiosmoza din mitocondrii și cloroplaste?
- Chimiosmoza în mitocondrii și cloroplaste au aceeași teorie – deplasarea ionilor printr-o membrană semipermeabilă în jos pe un gradient electrochimic.
- Ambele folosesc surse mari de energie pentru procesul de chemiosmoză.
- Ionii sau protonii de hidrogen difuzează prin membrane.
- Ambele generează ATP.
- În plus, ambele folosesc proteine membranare și enzima ATP sintaza.
Care este diferența dintre chemiosmoza din mitocondrii și cloroplast?
În chemiosmoza mitocondrială, sursa de energie este moleculele alimentare, în timp ce sursa de energie pentru chemiosmoza din cloroplast este lumina soarelui. Astfel, aceasta este diferența esențială dintre chemiosmoza din mitocondrii și cloroplast. Mai mult, în mitocondrii, chemiosmoza are loc în membrana mitocondrială interioară, în timp ce, în cloroplast, chemiosmoza are loc în lumenul tilacoidului. De asemenea, în mitocondrii, ATP este generat în matricea mitocondriilor, în timp ce în cloroplast, ATP este generat în afara tilacoidului.
Infograficul de mai jos prezintă diferențele dintre chemiosmoza din mitocondrii și cloroplast în formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Chemiosmoza în mitocondrii vs cloroplast
Chemiosmoza este mișcarea ionilor de la o parte a membranei biologice semipermeabile la alta printr-un gradient electrochimic. Chemiosmoza în mitocondrii este pomparea protonilor prin canale speciale din membranele mitocondriilor de la membrana interioară la membrana exterioară. Chemiosmoza în cloroplaste este mișcarea protonilor pentru producerea de ATP în plante. În cloroplast, chemiosmoza are loc în tilacoid. Ambele procese implică generarea de ATP folosind energie. În mitocondrii, sursa de energie este din reacția redox în timpul metabolismului moleculelor alimentare, în timp ce în cloroplast, sursa de energie este lumina. Deci, aceasta rezumă diferența dintre chemiosmoza din mitocondrie și cloroplast.
