Hauptunterschied - Elektronentransportkette in Mitochondrien gegen Chloroplasten
Zellatmung und Photosynthese sind zwei äußerst wichtige Prozesse, die lebende Organismen in der Biosphäre unterstützen. Beide Prozesse beinhalten den Transport von Elektronen, die einen Elektronengradienten erzeugen. Dies bewirkt die Bildung eines Protonengradienten, durch den Energie bei der Synthese von ATP mit Hilfe des Enzyms ATP-Synthase genutzt wird. Die Elektronentransportkette (ETC), die in den Mitochondrien stattfindet, wird als "oxidative Phosphorylierung" bezeichnet, da der Prozess chemische Energie aus Redoxreaktionen nutzt. Im Gegensatz dazu wird dieser Prozess im Chloroplasten als "Photophosphorylierung" bezeichnet, da er Lichtenergie nutzt. Dies ist der Hauptunterschied zwischen der Elektronentransportkette (ETC) in Mitochondrien und Chloroplasten.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist die Elektronentransportkette in Mitochondrien
? 3. Was ist die Elektronentransportkette in Chloroplasten?
4. Ähnlichkeiten zwischen ETC in Mitochondrien und Chloroplasten.
5. Vergleich nebeneinander - Elektronentransportkette in Mitochondrien und Chloroplasten in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung
Was ist die Elektronentransportkette in Mitochondrien?
Die Elektronentransportkette, die in der inneren Membran der Mitochondrien auftritt, ist als oxidative Phosphorylierung bekannt, bei der die Elektronen unter Beteiligung verschiedener Komplexe durch die innere Membran der Mitochondrien transportiert werden. Dies erzeugt einen Protonengradienten, der die Synthese von ATP bewirkt. Es ist als oxidative Phosphorylierung aufgrund der Energiequelle bekannt: das sind die Redoxreaktionen, die die Elektronentransportkette antreiben.
Die Elektronentransportkette besteht aus vielen verschiedenen Proteinen und organischen Molekülen, die verschiedene Komplexe enthalten, nämlich Komplex I, II, III, IV und ATP-Synthasekomplex. Während der Bewegung von Elektronen durch die Elektronentransportkette bewegen sie sich von höheren Energieniveaus zu niedrigeren Energieniveaus. Der während dieser Bewegung erzeugte Elektronengradient leitet Energie ab, die zum Pumpen von H + -Ionen über die innere Membran von der Matrix in den Zwischenmembranraum verwendet wird. Dies erzeugt einen Protonengradienten. Elektronen, die in die Elektronentransportkette eintreten, werden von FADH2 und NADH abgeleitet. Diese werden während früherer zellulärer Atmungsstadien synthetisiert, die Glykolyse und TCA-Zyklus umfassen.
Abbildung 01: Elektronentransportkette in Mitochondrien
Die Komplexe I, II und IV werden als Protonenpumpen betrachtet. Beide Komplexe I und II leiten gemeinsam Elektronen an einen Elektronenträger namens Ubichinon, der die Elektronen auf Komplex III überträgt. Während der Bewegung von Elektronen durch den Komplex III werden mehr H + -Ionen über die innere Membran in den Zwischenmembranraum abgegeben. Ein anderer mobiler Elektronenträger, bekannt als Cytochrom C, empfängt die Elektronen, die dann in den Komplex IV geleitet werden. Dies bewirkt die endgültige Übertragung von H + -Ionen in den Zwischenmembranraum. Elektronen werden schließlich von Sauerstoff aufgenommen, der dann zur Bildung von Wasser verwendet wird. Der Gradient der Protonenmotivkraft ist auf den Endkomplex gerichtet, bei dem es sich um die ATP-Synthase handelt, die ATP synthetisiert.
Was ist die Elektronentransportkette in Chloroplasten?
Die Elektronentransportkette, die innerhalb des Chloroplasten stattfindet, ist allgemein als Photophosphorylierung bekannt. Da die Energiequelle Sonnenlicht ist, wird die Phosphorylierung von ADP zu ATP als Photophosphorylierung bezeichnet. Bei diesem Prozess wird Lichtenergie zur Erzeugung eines hochenergetischen Donorelektronens verwendet, das dann in einem unidirektionalen Muster zu einem Elektronenakzeptor mit niedrigerer Energie fließt. Die Bewegung der Elektronen vom Donor zum Akzeptor wird als Elektronentransportkette bezeichnet. Die Photophosphorylierung kann auf zwei Wegen erfolgen; cyclische Photophosphorylierung und nichtcyclische Photophosphorylierung.
Abbildung 02: Elektronentransportkette in Chloroplasten
Die zyklische Photophosphorylierung findet im Wesentlichen auf der Thylakoidmembran statt, wo der Elektronenfluss von einem Pigmentkomplex initiiert wird, der als Photosystem I bekannt ist. Wenn Sonnenlicht auf das Photosystem fällt; Licht absorbierende Moleküle fangen das Licht ein und leiten es an ein spezielles Chlorophyllmolekül im Photosystem weiter. Dies führt zur Anregung und schließlich zur Freisetzung eines hochenergetischen Elektrons. Diese Energie wird in einem Elektronengradienten von einem Elektronenakzeptor zum nächsten Elektronenakzeptor geleitet, der schließlich von einem Elektronenakzeptor mit niedrigerer Energie akzeptiert wird. Die Bewegung der Elektronen induziert eine Protonenantriebskraft, die beim Pumpen von H + beteiligt istIonen über die Membranen. Dies wird bei der Herstellung von ATP verwendet. Während dieses Prozesses wird ATP-Synthase als Enzym verwendet. Die cyclische Photophosphorylierung erzeugt keinen Sauerstoff oder NADPH.
Bei der nichtcyclischen Photophosphorylierung treten zwei Photosysteme auf. Zunächst wird ein Wassermolekül lysiert, um 2H + + 1 / 2O 2 + 2e - zu erzeugen.. Das Photosystem II hält die beiden Elektronen. Die im Photosystem vorhandenen Chlorophyllpigmente absorbieren Lichtenergie in Form von Photonen und übertragen sie auf ein Kernmolekül. Zwei Elektronen werden aus dem Photosystem verstärkt, das vom primären Elektronenakzeptor akzeptiert wird. Im Gegensatz zum zyklischen Weg kehren die beiden Elektronen nicht zum Photosystem zurück. Das Defizit an Elektronen im Photosystem wird durch Lyse eines anderen Wassermoleküls bereitgestellt. Die Elektronen vom Photosystem II werden zum Photosystem I übertragen, wo ein ähnlicher Prozess stattfinden wird. Der Elektronenfluss von einem Akzeptor zum nächsten erzeugt einen Elektronengradienten, der eine Protonenmotivkraft ist, die bei der Synthese von ATP verwendet wird.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen ETC in Mitochondrien und Chloroplasten?
- ATP-Synthase wird in ETC sowohl von Mitochondrien als auch von Chloroplasten verwendet.
- In beiden Fällen werden 3 ATP-Moleküle von 2 Protonen synthetisiert.
Was ist der Unterschied zwischen der Elektronentransportkette in Mitochondrien und Chloroplasten?
Diff Artikel Mitte vor Tabelle
ETC in Mitochondrien vs ETC in Chloroplasten |
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| Die Elektronentransportkette, die in der inneren Membran der Mitochondrien auftritt, ist als oxidative Phosphorylierung oder Elektronentransportkette in Mitochondrien bekannt. | Die Elektronentransportkette, die innerhalb des Chloroplasten stattfindet, ist als Photophosphorylierung oder Elektronentransportkette in Chloroplasten bekannt. |
| Art der Phosphorylierung | |
| Oxidative Phosphorylierung tritt im ETC von Mitochondrien auf. | Die Photophosphorylierung erfolgt im ETC von Chloroplasten. |
| Energiequelle | |
| Die Energiequelle von ETP in Mitochondrien ist die chemische Energie, die aus Redoxreaktionen stammt. | ETC in Chloroplasten nutzt Lichtenergie. |
| Ort | |
| ETC in Mitochondrien findet in den Kristallen der Mitochondrien statt. | ETC in Chloroplasten findet in der Thylakoidmembran des Chloroplasten statt. |
| Coenzym | |
| NAD und FAD sind an der ETC von Mitochondrien beteiligt. | NADP ist an der ETC von Chloroplasten beteiligt. |
| Protonengradient | |
| Der Protonengradient wirkt während des ETC der Mitochondrien vom Intermembranraum bis zur Matrix. | Der Protonengradient wirkt während der ETC von Chloroplasten vom Thylakoidraum zum Stroma des Chloroplasten. |
| Endgültiger Elektronenakzeptor | |
| Sauerstoff ist der endgültige Elektronenakzeptor von ETC in Mitochondrien. | Chlorophyll bei der cyclischen Photophosphorylierung und NADPH + bei der nichtcyclischen Photophosphorylierung sind die endgültigen Elektronenakzeptoren bei der ETC in Chloroplasten. |
Zusammenfassung - Elektronentransportkette in Mitochondrien gegen Chloroplasten
Die Elektronentransportkette, die in der Thylakoidmembran des Chloroplasten auftritt, ist als Photophosphorylierung bekannt, da Lichtenergie verwendet wird, um den Prozess voranzutreiben. In den Mitochondrien ist die Elektronentransportkette als oxidative Phosphorylierung bekannt, bei der Elektronen aus NADH und FADH2, die aus der Glykolyse und dem TCA-Zyklus stammen, über einen Protonengradienten in ATP umgewandelt werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen ETC in Mitochondrien und ETC in Chloroplasten. Beide Prozesse nutzen die ATP-Synthase während der ATP-Synthese.
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