تفاوت کلیدی – زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری در مقابل کلروپلاست
تنفس سلولی و فتوسنتز دو فرآیند بسیار مهم هستند که به موجودات زنده در بیوسفر کمک می کنند. هر دو فرآیند شامل انتقال الکترون هایی است که یک گرادیان الکترونی ایجاد می کند. این باعث تشکیل یک گرادیان پروتون می شود که توسط آن انرژی در سنتز ATP با کمک آنزیم ATP سنتاز استفاده می شود. زنجیره انتقال الکترون (ETC) که در میتوکندری انجام می‌شود، «فسفوریلاسیون اکسیداتیو» نامیده می‌شود، زیرا این فرآیند از انرژی شیمیایی ناشی از واکنش‌های ردوکس استفاده می‌کند.در مقابل، در کلروپلاست این فرآیند "فتوفسفوریلاسیون" نامیده می شود زیرا از انرژی نور استفاده می کند. این تفاوت اصلی بین زنجیره انتقال الکترون (ETC) در میتوکندری و کلروپلاست است.
زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری چیست؟
زنجیره انتقال الکترون که در غشای داخلی میتوکندری اتفاق می افتد به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو شناخته می شود که در آن الکترون ها با دخالت کمپلکس های مختلف در سراسر غشای داخلی میتوکندری منتقل می شوند. این یک گرادیان پروتون ایجاد می کند که باعث سنتز ATP می شود. به دلیل منبع انرژی به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو شناخته می شود: این واکنش های ردوکس است که زنجیره انتقال الکترون را به حرکت در می آورد.
زنجیره انتقال الکترون متشکل از بسیاری از پروتئین ها و مولکول های آلی مختلف است که شامل کمپلکس های مختلفی به نام کمپلکس I، II، III، IV و کمپلکس سنتاز ATP می باشد. در طول حرکت الکترون ها از طریق زنجیره انتقال الکترون، آنها از سطوح انرژی بالاتر به سطوح انرژی پایین تر حرکت می کنند.گرادیان الکترونی ایجاد شده در طول این حرکت، انرژی دریافت می کند که در پمپاژ یون های H+ در سراسر غشای داخلی از ماتریس به فضای بین غشایی استفاده می شود. این یک گرادیان پروتون ایجاد می کند. الکترون هایی که وارد زنجیره انتقال الکترون می شوند از FADH2 و NADH مشتق شده اند. اینها در مراحل اولیه تنفس سلولی که شامل گلیکولیز و چرخه TCA است، سنتز می شوند.
شکل 01: زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری
کمپلکس های I، II و IV به عنوان پمپ های پروتون در نظر گرفته می شوند. هر دو کمپلکس I و II در مجموع الکترون ها را به یک حامل الکترون به نام Ubiquinone منتقل می کنند که الکترون ها را به کمپلکس III منتقل می کند. در طول حرکت الکترون ها از طریق کمپلکس III، یون های H+ بیشتری در سراسر غشای داخلی به فضای بین غشایی تحویل داده می شود.حامل الکترون متحرک دیگری که به نام سیتوکروم C شناخته می شود، الکترون ها را دریافت می کند که سپس به کمپلکس IV منتقل می شوند. این باعث انتقال نهایی یون های H+ به فضای بین غشایی می شود. الکترون ها در نهایت توسط اکسیژن پذیرفته می شوند و سپس برای تشکیل آب مورد استفاده قرار می گیرند. گرادیان نیروی محرکه پروتون به سمت کمپلکس نهایی هدایت می شود که ATP سنتاز است که ATP را سنتز می کند.
زنجیره انتقال الکترون در کلروپلاست چیست؟
زنجیره انتقال الکترون که در داخل کلروپلاست انجام می شود معمولاً به عنوان فسفوریلاسیون شناخته می شود. از آنجایی که منبع انرژی نور خورشید است، فسفوریلاسیون ADP به ATP به عنوان فتوفسفوریلاسیون شناخته می شود. در این فرآیند، انرژی نور در ایجاد یک الکترون دهنده انرژی بالا استفاده می شود که سپس در یک الگوی یک جهته به یک گیرنده الکترون با انرژی پایین تر جریان می یابد. حرکت الکترون ها از دهنده به گیرنده به عنوان زنجیره انتقال الکترون نامیده می شود. فتوفسفوریلاسیون می تواند از دو مسیر باشد. فتوفسفوریلاسیون حلقوی و فتوفسفوریلاسیون غیرحلقه ای.
شکل 02: زنجیره انتقال الکترون در کلروپلاست
فتوفسفوریلاسیون چرخه‌ای اساساً روی غشای تیلاکوئید اتفاق می‌افتد، جایی که جریان الکترون‌ها از مجتمع رنگدانه‌ای به نام فتوسیستم I آغاز می‌شود. مولکول های جذب کننده نور، نور را جذب کرده و به مولکول کلروفیل ویژه در فتوسیستم منتقل می کنند. این منجر به تحریک و در نهایت آزاد شدن یک الکترون با انرژی بالا می شود. این انرژی در یک گرادیان الکترونی از یک گیرنده الکترون به گیرنده الکترون بعدی منتقل می شود که در نهایت توسط یک گیرنده الکترون با انرژی کمتر پذیرفته می شود. حرکت الکترون ها نیروی محرکه پروتون را القا می کند که شامل پمپاژ یون های H+ در سراسر غشاها می شود.این در تولید ATP استفاده می شود. ATP سنتاز به عنوان آنزیم در طول این فرآیند استفاده می شود. فتوفسفوریلاسیون چرخه ای اکسیژن یا NADPH تولید نمی کند.
در فتوفسفوریلاسیون غیر حلقوی، درگیری دو فتوسیستم رخ می دهد. در ابتدا، یک مولکول آب لیز می‌شود تا فتوسیستم 2H+ + 1/2O2 + 2e– تولید کند. II دو الکترون را نگه می دارد. رنگدانه های کلروفیل موجود در فتوسیستم انرژی نور را به شکل فوتون جذب کرده و به یک مولکول هسته منتقل می کنند. دو الکترون از فتوسیستم تقویت می شوند که توسط گیرنده الکترون اولیه پذیرفته می شود. برخلاف مسیر چرخه ای، دو الکترون به فتوسیستم باز نمی گردند. کمبود الکترون در فتوسیستم با لیز مولکول آب دیگر تامین می شود. الکترون‌های فتوسیستم II به فتوسیستم I منتقل می‌شوند، جایی که فرآیند مشابهی در آنجا انجام می‌شود. جریان الکترون ها از یک گیرنده به گیرنده بعدی، یک گرادیان الکترونی ایجاد می کند که یک نیروی محرکه پروتون است که در سنتز ATP استفاده می شود.
شباهت های بین ETC در میتوکندری و کلروپلاست چیست؟
- ATP سنتاز در ETC توسط میتوکندری و کلروپلاست استفاده می شود.
- در هر دو، 3 مولکول ATP توسط 2 پروتون سنتز می شوند.
تفاوت بین زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری و کلروپلاست چیست؟
ETC در میتوکندری در مقابل ETC در کلروپلاست |
|
| زنجیره انتقال الکترون که در غشای داخلی میتوکندری رخ می دهد به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو یا زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری شناخته می شود. | زنجیره انتقال الکترون که در داخل کلروپلاست اتفاق می افتد به عنوان فسفوریلاسیون یا زنجیره انتقال الکترون در کلروپلاست شناخته می شود. |
| نوع فسفوریلاسیون | |
| فسفوریلاسیون اکسیداتیو در ETC میتوکندری رخ می دهد. | فتوفسفوریلاسیون در ETC کلروپلاست ها رخ می دهد. |
| منبع انرژی | |
| منبع انرژی ETP در میتوکندری انرژی شیمیایی حاصل از واکنش های ردوکس است.. | ETC در کلروپلاست از انرژی نور استفاده می کند. |
| مکان | |
| ETC در میتوکندری در cristae میتوکندری رخ می دهد. | ETC در کلروپلاست ها در غشای تیلاکوئید کلروپلاست صورت می گیرد. |
| Co-Anzyme | |
| NAD و FAD در ETC میتوکندری دخالت دارند. | NADP در ETC کلروپلاست ها دخالت دارد. |
| گرادیان پروتون | |
| گرادیان پروتون از فضای بین غشایی تا ماتریس در طول ETC میتوکندری عمل می کند. | گرادیان پروتون از فضای تیلاکوئید به استرومای کلروپلاست در طول ETC کلروپلاست ها عمل می کند. |
| گیرنده نهایی الکترون | |
| اکسیژن گیرنده نهایی الکترون ETC در میتوکندری است. | کلروفیل در فتوفسفوریلاسیون حلقوی و NADPH+ در فتوفسفوریلاسیون غیرحلقه‌ای گیرنده‌های نهایی الکترون در ETC در کلروپلاست هستند. |
خلاصه - زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری در مقابل کلروپلاست
زنجیره انتقال الکترون که در غشای تیلاکوئید کلروپلاست رخ می دهد به عنوان فسفوریلاسیون فوتو شناخته می شود زیرا از انرژی نور برای هدایت فرآیند استفاده می شود.در میتوکندری، زنجیره انتقال الکترون به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو شناخته می‌شود که در آن الکترون‌های NADH و FADH2 که از گلیکولیز و چرخه TCA مشتق شده‌اند، از طریق گرادیان پروتون به ATP تبدیل می‌شوند. این تفاوت اصلی بین ETC در میتوکندری و ETC در کلروپلاست است. هر دو فرآیند از ATP سنتاز در طول سنتز ATP استفاده می کنند.
دانلود نسخه PDF زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری در مقابل کلروپلاست
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین ETC در میتوکندری و کلروپلاست
