Diferența cheie – Fosforilarea oxidativă vs Fotofosforilarea
Adenozină trifosfat (ATP) este un factor important pentru supraviețuirea și funcționarea organismelor vii. ATP este cunoscut ca moneda energetică universală a vieții. Producția de ATP în sistemul viu are loc în mai multe moduri. Fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea sunt două mecanisme majore care produc cea mai mare parte a ATP celular într-un sistem viu. Fosforilarea oxidativă utilizează oxigen molecular în timpul sintezei ATP și are loc în apropierea membranelor mitocondriilor, în timp ce fotofosforilarea utilizează lumina solară ca sursă de energie pentru producerea de ATP și are loc în membrana tilacoidă a cloroplastei. Diferența cheie dintre fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea este că producția de ATP este determinată de transferul de electroni la oxigen în fosforilarea oxidativă, în timp ce lumina solară conduce producția de ATP în fotofosforilare.
Ce este fosforilarea oxidativă?
Fosforilarea oxidativă este calea metabolică care produce ATP folosind enzime cu prezența oxigenului. Este etapa finală a respirației celulare a organismelor aerobe. Există două procese principale de fosforilare oxidativă; lanțul de transport de electroni și chemiosmoza. În lanțul de transport de electroni, facilitează reacțiile redox care implică mulți intermediari redox pentru a conduce mișcarea electronilor de la donatorii de electroni la acceptorii de electroni. Energia derivată din aceste reacții redox este folosită pentru a produce ATP în chemiosmoză. În contextul eucariotelor, fosforilarea oxidativă este efectuată în diferite complexe proteice din membrana interioară a mitocondriilor. În contextul procariotelor, aceste enzime sunt prezente în spațiul intermembranar al celulei.
Proteinele care sunt implicate în fosforilarea oxidativă sunt legate între ele. La eucariote, cinci complexe proteice principale sunt utilizate în timpul lanțului de transport de electroni. Acceptorul final de electroni al fosforilării oxidative este oxigenul. Acceptă un electron și se reduce pentru a forma apă. Prin urmare, oxigenul ar trebui să fie prezent pentru a produce ATP prin fosforilarea oxidativă.
Figura 01: Fosforilarea oxidativă
Energia care este eliberată în timpul fluxului de electroni prin lanț este utilizată în transportul protonilor prin membrana interioară a mitocondriilor. Această energie potențială este direcționată către complexul proteic final care este ATP sintaza pentru a produce ATP. Producția de ATP are loc în complexul ATP sintetază. Catalizează adăugarea grupării fosfat la ADP și facilitează formarea ATP. Producția de ATP folosind energia eliberată în timpul transferului de electroni este cunoscută sub numele de chemiosmoză.
Ce este fotofosforilarea?
În contextul fotosintezei, procesul prin care fosforilează ADP în ATP folosind energia luminii solare este denumit fotofosforilare. În acest proces, lumina soarelui activează diferite molecule de clorofilă pentru a crea un donator de electroni de energie mare care ar fi acceptat de un acceptor de electroni de energie scăzută. Prin urmare, energia luminii implică crearea atât a donorului de electroni de în altă energie, cât și a unui acceptor de electroni de energie scăzută. Ca rezultat al unui gradient de energie creat, electronii se vor muta de la donor la acceptor într-o manieră ciclică și neciclică. Mișcarea electronilor are loc prin lanțul de transport de electroni.
Fotofosforilarea ar putea fi clasificată în două grupuri; fotofosforilarea ciclică și fotofosforilarea neciclică. Fotofosforilarea ciclică are loc într-un loc special al cloroplastei cunoscut sub numele de membrana tilacoidă. Fotofosforilarea ciclică nu produce oxigen și NADPH. Această cale ciclică inițiază fluxul de electroni către un complex de pigment de clorofilă cunoscut sub numele de fotosistemul I. Din fotosistemul I, electronul de în altă energie este stimulat. Datorită instabilității electronului, acesta va fi acceptat de un acceptor de electroni care se află la niveluri de energie mai scăzute. Odată inițiați, electronii se vor deplasa de la un acceptor de electroni la altul într-un lanț în timp ce pompează ionii H+ peste membrana care produce o forță motrice de protoni. Această forță motrice a protonilor conduce la dezvoltarea unui gradient de energie care este utilizat în producerea de ATP din ADP folosind enzima ATP sintaza în timpul procesului.
Figura 02: Fotofosforilarea
În fotofosforilarea neciclică, implică două complexe de pigment clorofil (fotosistemul I și fotosistemul II). Aceasta are loc în stromă. În această cale de fotoliză a apei, molecula are loc în fotosistemul II care reține inițial doi electroni derivați din reacția de fotoliză din cadrul fotosistemului. Energia luminii implică excitarea unui electron din fotosistemul II care suferă o reacție în lanț și, în final, este transferat la o moleculă de bază prezentă în fotosistemul II. Electronul se va muta de la un acceptor de electroni la altul într-un gradient de energie care va fi acceptat în final de o moleculă de oxigen. Aici, în această cale, sunt produse atât oxigen, cât și NADPH.
Care sunt asemănările dintre fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea?
- Ambele procese sunt importante în transferul de energie în cadrul sistemului viu.
- Ambele implicate în utilizarea intermediarilor redox.
- În ambele procese, producerea unei forțe motrice de protoni duce la transferul ionilor H+ prin membrană.
- Gradientul de energie creat de ambele procese este folosit pentru a produce ATP din ADP.
- Ambele procese folosesc enzima ATP sintaza pentru a produce ATP.
Care este diferența dintre fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea?
Fosforilarea oxidativă vs fotofosforilarea |
|
| Fosforilarea oxidativă este procesul care produce ATP folosind enzime și oxigen. Este ultima etapă a respirației aerobe. | Fotofosforilarea este procesul de producere a ATP folosind lumina soarelui în timpul fotosintezei. |
| Sursa de energie | |
| Oxigenul molecular și glucoza sunt sursele de energie ale fosforilării oxidative. | Lumina soarelui este sursa de energie a fotofosforilării. |
| Locație | |
| Fosforilarea oxidativă are loc în mitocondrii | Fotofosforilarea are loc în cloroplast |
| Apariție | |
| Fosforilarea oxidativă are loc în timpul respirației celulare. | Fotofosforilarea are loc în timpul fotosintezei. |
| Final Electron Acceptor | |
| Oxigenul este acceptorul final de electroni al fosforilării oxidative. | NADP+ este acceptorul final de electroni al fotofosforilării. |
Rezumat – Fosforilarea oxidativă vs Fotofosforilarea
Producerea de ATP în sistemul viu are loc în mai multe moduri. Fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea sunt două mecanisme majore care produc cea mai mare parte a ATP celular. La eucariote, fosforilarea oxidativă se realizează în diferite complexe proteice din membrana interioară a mitocondriilor. Acesta implică mulți intermediari redox pentru a conduce mișcarea electronilor de la donatorii de electroni la acceptorii de electroni. În cele din urmă, utilizarea energiei eliberate în timpul transferului de electroni este folosită pentru a produce ATP de către ATP sintaza. Procesul prin care fosforilează ADP în ATP folosind energia luminii solare este denumit fotofosforilare. Se întâmplă în timpul fotosintezei. Fotofosforilarea are loc prin două căi principale; fotofosforilarea ciclică și fotofosforilarea neciclică. Fosforilarea oxidativă are loc în mitocondrii, iar fotofosforilarea are loc în cloroplaste. Aceasta este diferența dintre fosforilarea oxidativă și fotofosforilarea.
Descărcați PDF-ul Fosforilare oxidativă vs Fotofosforilare
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre fotofosforilarea oxidativă și fotofosforilarea
