تفاوت کلیدی – فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مقابل فوتوفسفوریلاسیون
آدنوزین تری فسفات (ATP) یک عامل مهم برای بقا و عملکرد موجودات زنده است. ATP به عنوان ارز انرژی جهانی زندگی شناخته می شود. تولید ATP در سیستم زنده به طرق مختلف اتفاق می افتد. فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون دو مکانیسم اصلی هستند که بیشتر ATP سلولی را در یک سیستم زنده تولید می کنند. فسفوریلاسیون اکسیداتیو از اکسیژن مولکولی در طول سنتز ATP استفاده می کند و در نزدیکی غشای میتوکندری انجام می شود در حالی که فسفوریلاسیون نور خورشید از نور خورشید به عنوان منبع انرژی برای تولید ATP استفاده می کند و در غشای تیلاکوئید کلروپلاست انجام می شود.تفاوت کلیدی بین فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون در این است که تولید ATP توسط انتقال الکترون به اکسیژن در فسفوریلاسیون اکسیداتیو هدایت می شود در حالی که نور خورشید باعث تولید ATP در فسفوریلاسیون فوتو می شود.
فسفوریلاسیون اکسیداتیو چیست؟
فسفوریلاسیون اکسیداتیو مسیر متابولیکی است که با استفاده از آنزیم هایی با حضور اکسیژن ATP تولید می کند. این مرحله نهایی تنفس سلولی موجودات هوازی است. دو فرآیند اصلی فسفوریلاسیون اکسیداتیو وجود دارد. زنجیره انتقال الکترون و کیمیوسموز در زنجیره انتقال الکترون، واکنش‌های ردوکس را تسهیل می‌کند که شامل بسیاری از واسطه‌های ردوکس برای هدایت حرکت الکترون‌ها از اهداکننده‌های الکترون به گیرنده‌های الکترون است. انرژی حاصل از این واکنش های ردوکس برای تولید ATP در کیمیوسموز استفاده می شود. در زمینه یوکاریوت ها، فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مجتمع های پروتئینی مختلف در غشای داخلی میتوکندری انجام می شود.در زمینه پروکاریوت ها، این آنزیم ها در فضای بین غشایی سلول وجود دارند.
پروتئین هایی که در فسفوریلاسیون اکسیداتیو نقش دارند با یکدیگر مرتبط هستند. در یوکاریوت ها، پنج کمپلکس اصلی پروتئین در طول زنجیره انتقال الکترون استفاده می شود. گیرنده الکترون نهایی فسفوریلاسیون اکسیداتیو اکسیژن است. الکترون را می پذیرد و کاهش می یابد و آب را تشکیل می دهد. بنابراین، برای تولید ATP توسط فسفوریلاسیون اکسیداتیو، اکسیژن باید وجود داشته باشد.
شکل 01: فسفوریلاسیون اکسیداتیو
انرژی که در جریان جریان الکترون ها از طریق زنجیره آزاد می شود در حمل و نقل پروتون ها از غشای داخلی میتوکندری استفاده می شود. این انرژی بالقوه برای تولید ATP به مجتمع پروتئینی نهایی که ATP سنتاز است هدایت می شود.تولید ATP در کمپلکس سنتاز ATP رخ می دهد. افزودن گروه فسفات به ADP را کاتالیز می کند و تشکیل ATP را تسهیل می کند. تولید ATP با استفاده از انرژی آزاد شده در طول انتقال الکترون به عنوان کیمیوسموز شناخته می شود.
فتوفسفوریلاسیون چیست؟
در زمینه فتوسنتز، فرآیندی که با استفاده از انرژی نور خورشید، ADP را به ATP فسفریله می کند، فسفوریلاسیون فتوفسفریلاسیون نامیده می شود. در این فرآیند، نور خورشید مولکول های مختلف کلروفیل را فعال می کند تا یک الکترون دهنده با انرژی بالا ایجاد کند که توسط گیرنده الکترون کم انرژی پذیرفته می شود. بنابراین، انرژی نور شامل ایجاد هر دو دهنده الکترون با انرژی بالا و گیرنده الکترون کم انرژی است. در نتیجه یک گرادیان انرژی ایجاد شده، الکترون ها به صورت چرخه ای و غیر حلقوی از دهنده به گیرنده حرکت می کنند. حرکت الکترون ها از طریق زنجیره انتقال الکترون صورت می گیرد.
فتوفسفوریلاسیون را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد. فتوفسفوریلاسیون حلقوی و فتوفسفوریلاسیون غیر حلقوی.فتوفسفوریلاسیون چرخه ای در محل خاصی از کلروپلاست به نام غشای تیلاکوئید اتفاق می افتد. فتوفسفوریلاسیون چرخه ای اکسیژن و NADPH تولید نمی کند. این مسیر چرخه ای جریان الکترون ها را به یک مجتمع رنگدانه کلروفیل به نام فتوسیستم I آغاز می کند. از فتوسیستم I الکترون با انرژی بالا تقویت می شود. به دلیل ناپایداری الکترون، توسط یک الکترون پذیرنده که در سطوح انرژی پایین تری قرار دارد، پذیرفته می شود. پس از شروع، الکترون ها از یک گیرنده الکترون به دیگری در زنجیره ای حرکت می کنند در حالی که یون های H+ را در سراسر غشاء پمپ می کنند که یک نیروی محرکه پروتون تولید می کند. این نیروی محرکه پروتون منجر به ایجاد یک گرادیان انرژی می شود که در تولید ATP از ADP با استفاده از آنزیم ATP سنتاز در طول فرآیند استفاده می شود.
شکل 02: فوتوفسفوریلاسیون
در فوتوفسفوریلاسیون غیر حلقوی، شامل دو کمپلکس رنگدانه کلروفیل (فتوسیستم I و فتوسیستم II) است. این در استروما اتفاق می افتد. در این مسیر فتولیز آب، مولکولی در فتوسیستم II اتفاق می افتد که در ابتدا دو الکترون حاصل از واکنش فتولیز در فتوسیستم را حفظ می کند. انرژی نور شامل تحریک یک الکترون از فتوسیستم II است که تحت واکنش زنجیره ای قرار می گیرد و در نهایت به یک مولکول هسته موجود در فتوسیستم II منتقل می شود. الکترون از یک گیرنده الکترون به دیگری در شیب انرژی حرکت می کند که در نهایت توسط یک مولکول اکسیژن پذیرفته می شود. در اینجا در این مسیر، هم اکسیژن و هم NADPH تولید می‌شود.
شباهت‌های بین فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون چیست؟
- هر دو فرآیند در انتقال انرژی در سیستم زنده مهم هستند.
- هر دو در استفاده از واسطه های ردوکس دخیل هستند.
- در هر دو فرآیند، تولید نیروی محرکه پروتون منجر به انتقال یون های H+ در سراسر غشاء می شود.
- گرادیان انرژی ایجاد شده توسط هر دو فرآیند برای تولید ATP از ADP استفاده می شود.
- هر دو فرآیند از آنزیم ATP سنتاز برای ساخت ATP استفاده می کنند.
تفاوت بین فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون چیست؟
فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مقابل فوتوفسفوریلاسیون |
|
| فسفوریلاسیون اکسیداتیو فرآیندی است که ATP را با استفاده از آنزیم ها و اکسیژن تولید می کند. این آخرین مرحله تنفس هوازی است. | فتوفسفوریلاسیون فرآیند تولید ATP با استفاده از نور خورشید در طول فتوسنتز است. |
| منبع انرژی | |
| اکسیژن مولکولی و گلوکز منابع انرژی فسفوریلاسیون اکسیداتیو هستند. | نور خورشید منبع انرژی فسفوریلاسیون است. |
| مکان | |
| فسفوریلاسیون اکسیداتیو در میتوکندری رخ می دهد | فتوفسفوریلاسیون در کلروپلاست رخ می دهد |
| وقوع | |
| فسفوریلاسیون اکسیداتیو در طول تنفس سلولی رخ می دهد. | فتوفسفوریلاسیون در طول فتوسنتز رخ می دهد. |
| گیرنده نهایی الکترون | |
| اکسیژن گیرنده نهایی الکترون فسفوریلاسیون اکسیداتیو است. | NADP+ گیرنده الکترون نهایی فوتوفسفوریلاسیون است. |
خلاصه - فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مقابل فوتوفسفوریلاسیون
تولید ATP در داخل سیستم زنده به طرق مختلفی اتفاق می افتد. فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون دو مکانیسم اصلی هستند که بیشتر ATP سلولی را تولید می کنند. در یوکاریوت ها، فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مجتمع های پروتئینی مختلف در غشای داخلی میتوکندری انجام می شود. این شامل بسیاری از واسطه های ردوکس برای هدایت حرکت الکترون ها از اهداکننده های الکترون به گیرنده های الکترون است. در نهایت، با استفاده از انرژی آزاد شده در طول انتقال الکترون برای تولید ATP توسط سنتاز ATP استفاده می شود. فرآیندی که با استفاده از انرژی نور خورشید، ADP را به ATP فسفریله می کند، فسفوریلاسیون فوتو می گویند. در طول فتوسنتز اتفاق می افتد. فتوفسفوریلاسیون از دو طریق اصلی انجام می شود. فتوفسفوریلاسیون حلقوی و فتوفسفوریلاسیون غیر حلقوی. فسفوریلاسیون اکسیداتیو در میتوکندری و فوتوفسفریلاسیون در کلروپلاست رخ می دهد.این تفاوت بین فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فتوفسفوریلاسیون است.
دانلود PDF فسفوریلاسیون اکسیداتیو در مقابل فوتوفسفوریلاسیون
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 فتوفسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون
