تفاوت اصلی بین شیمی‌سموز در میتوکندری و کلروپلاست این است که در شیمی‌سموز میتوکندری، منبع انرژی مولکول‌های غذا هستند، در حالی که منبع انرژی برای شیمی‌سموز در کلروپلاست توسط یک منبع نور دریافت می‌شود.
کمیوسموز حرکت یون ها از یک طرف غشای نیمه تراوا بیولوژیکی به سمت دیگر در طول یک گرادیان الکتروشیمیایی است. گرادیان به یون ها اجازه می دهد تا با کمک پروتئین های تعبیه شده در غشاء به صورت غیرفعال عبور کنند. این به یون ها کمک می کند تا از ناحیه ای با غلظت بالاتر به ناحیه ای با غلظت کمتر حرکت کنند. این فرآیند شبیه اسمز است، اما شامل حرکت یون‌ها در سراسر غشاها از طریق یک گرادیان است.
کمیوسموز در میتوکندری چیست؟
کمیوسموز در میتوکندری عبارت است از پمپاژ پروتون ها از طریق کانال های ویژه در غشای میتوکندری از غشای داخلی به غشای خارجی. در طی این فرآیند، حامل های الکترون، NADH و FADH، الکترون ها را به زنجیره انتقال الکترون اهدا می کنند. این الکترون‌ها تغییرات ساختاری در پروتئین‌ها ایجاد می‌کنند تا یون‌های H+ را در یک غشای تراوا انتخابی پمپ کنند. توزیع ناهموار یون های H+ در سراسر غشاء باعث اختلاف در غلظت و گرادیان الکتروشیمیایی می شود. بنابراین یون های هیدروژن با بار مثبت در یک طرف غشاء حرکت کرده و تجمع می یابند. بسیاری از یون ها با کمک کانال های یونی در نواحی غیرقطبی غشاهای فسفولیپیدی حرکت می کنند. این باعث می شود یون های هیدروژن موجود در ماتریکس با کمک یک پروتئین غشایی به نام ATP سنتاز از غشای میتوکندری داخلی عبور کنند. این پروتئین از انرژی پتانسیل موجود در گرادیان یون هیدروژن برای افزودن فسفات به ADP استفاده می کند و ATP را تشکیل می دهد.
شکل 01: شیمی‌سموز در میتوکندری
کمیوسموز اکثریت ATP را در طول کاتابولیسم گلوکز هوازی تولید می کند. تولید ATP در میتوکندری با استفاده از کیمیوسموز به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو شناخته می شود. در پایان این فرآیند، الکترون‌ها به کاهش مولکول‌های اکسیژن به یون‌های اکسیژن کمک می‌کنند. الکترون‌های اضافی روی اکسیژن با یون‌های H+ برای تشکیل آب برهمکنش می‌کنند.
کمیوسموز در کلروپلاست چیست؟
شیمی‌اسموز در کلروپلاست‌ها حرکت پروتون‌ها برای تولید ATP در گیاهان است. در کلروپلاست، کیمیوسموز در تیلاکوئید اتفاق می افتد. Thylakoid نور را برداشت می کند و به عنوان محل واکنش های نوری در طول فتوسنتز عمل می کند. واکنش‌های نوری توسط شیمی‌سموز ATP تولید می‌کنند.مجموعه آنتن فتوسیستم II فوتون ها را در نور خورشید دریافت می کند. این باعث تحریک الکترون ها به سطح انرژی بالاتر می شود. سپس الکترون ها از طریق زنجیره انتقال الکترون به پایین منتقل می شوند و پروتون ها را به طور فعال در سراسر غشای تیلاکوئید به داخل لومن تیلاکوئید پمپ می کنند.
شکل 02: شیمی‌سموز در کلروپلاست
با کمک آنزیم ATP سنتاز، پروتون ها از یک گرادیان الکتروشیمیایی به پایین جریان می یابند. این ATP با فسفوریلاسیون ADP به ATP تولید می کند. این الکترون ها از اولین واکنش نوری به فتوسیستم I می رسند و سپس با انرژی نور به سطح انرژی بالاتری می رسند و توسط یک گیرنده الکترون دریافت می شوند. این NADP+ را به NADPH کاهش می دهد. اکسیداسیون آب که به پروتون و اکسیژن تقسیم می‌شود، جایگزین الکترون‌هایی می‌شود که از فتوسیستم II از دست می‌روند.برای تولید یک مولکول اکسیژن، فتوسیستم های I و II حداقل ده فوتون را جذب می کنند. در اینجا، چهار الکترون در فتوسیستم ها حرکت می کنند و دو مولکول NAPDH تولید می کنند.
تفاوت شباهت‌های بین شیمی‌سموز در میتوکندری و کلروپلاست چیست؟
- شیمی‌اسموز در میتوکندری و کلروپلاست نظریه مشابهی دارند - برای حرکت یون‌ها در یک غشای نیمه‌تراوا به سمت پایین گرادیان الکتروشیمیایی.
- هر دو از منابع انرژی بالا برای فرآیند کیمیوسموز استفاده می کنند.
- یون ها یا پروتون های هیدروژن از طریق غشاها پخش می شوند.
- هر دو ATP تولید می کنند.
- علاوه بر این، هر دو از پروتئین های غشایی و آنزیم ATP سنتاز استفاده می کنند.
تفاوت بین کیمیوسموز در میتوکندری و کلروپلاست چیست؟
در شیمی‌اسموز میتوکندری، منبع انرژی مولکول‌های غذا هستند، در حالی که منبع انرژی برای شیمی‌سموز در کلروپلاست، نور خورشید است.بنابراین، این تفاوت کلیدی بین کیمیوسموز در میتوکندری و کلروپلاست است. علاوه بر این، در میتوکندری، شیمی‌سموز در سراسر غشای میتوکندری داخلی رخ می‌دهد در حالی که، در کلروپلاست، شیمی‌سموز در لومن تیلاکوئید اتفاق می‌افتد. همچنین، در میتوکندری، ATP در ماتریکس میتوکندری تولید می شود، در حالی که در کلروپلاست، ATP خارج از تیلاکوئید تولید می شود.
اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین شیمی‌سموز در میتوکندری و کلروپلاست را به شکل جدولی برای مقایسه کنار هم نشان می‌دهد.
خلاصه - شیمی‌سموز در میتوکندری در مقابل کلروپلاست
کمیوسموز حرکت یون ها از یک طرف غشای نیمه تراوا بیولوژیکی به سمت دیگر در طول یک گرادیان الکتروشیمیایی است. کیمیوسموز در میتوکندری عبارت است از پمپاژ پروتون ها از طریق کانال های ویژه در غشای میتوکندری از غشای داخلی به غشای خارجی. کیمیوسموز در کلروپلاست ها حرکت پروتون ها برای تولید ATP در گیاهان است.در کلروپلاست، کیمیوسموز در تیلاکوئید اتفاق می افتد. هر دو فرآیند شامل تولید ATP با استفاده از انرژی است. در میتوکندری، منبع انرژی از واکنش ردوکس در طول متابولیسم مولکول های غذا است، در حالی که در کلروپلاست، منبع انرژی نور است. بنابراین، این تفاوت بین کیمیوسموز در میتوکندری و کلروپلاست را خلاصه می کند.
