Kľúčový rozdiel medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastoch je ten, že pri mitochondriálnej chemiosmóze sú zdrojom energie molekuly potravy, zatiaľ čo zdroj energie pre chemiosmózu v chloroplastoch je prijímaný svetelným zdrojom.
Chemiosmosis je pohyb iónov z jednej strany biologickej semipermeabilnej membrány na druhú cez elektrochemický gradient. Gradient umožňuje pasívny prechod iónov pomocou proteínov uložených v membráne. To pomáha iónom pohybovať sa z oblasti s vyššou koncentráciou do oblasti s nižšou koncentráciou. Tento proces je podobný osmóze, ale zahŕňa pohyb iónov cez membrány cez gradient.
Čo je chemiosmóza v mitochondriách?
Chemiosmosis v mitochondriách je pumpovanie protónov cez špeciálne kanály v membránach mitochondrií z vnútornej membrány do vonkajšej membrány. Počas tohto procesu nosiče elektrónov, NADH a FADH, darujú elektróny elektrónovému transportnému reťazcu. Tieto elektróny robia konformačné zmeny v proteínoch, aby pumpovali H+ ióny cez selektívne priepustnú membránu. Nerovnomerná distribúcia iónov H+ cez membránu spôsobuje rozdiel v koncentrácii a elektrochemickom gradiente. Preto sa kladne nabité vodíkové ióny pohybujú a agregujú na jednej strane membrány. Mnoho iónov sa pohybuje cez nepolárne oblasti fosfolipidových membrán pomocou iónových kanálov. To spôsobuje, že vodíkové ióny v matrici prechádzajú cez vnútornú mitochondriálnu membránu pomocou membránového proteínu nazývaného ATP syntáza. Tento proteín využíva potenciálnu energiu v gradiente vodíkových iónov na pridanie fosfátu k ADP, čím vzniká ATP.
Obrázok 01: Chemiosmóza v mitochondriách
Chemiosmosis vytvára väčšinu ATP počas aeróbneho katabolizmu glukózy. Produkcia ATP v mitochondriách pomocou chemiosmózy je známa ako oxidatívna fosforylácia. Na konci tohto procesu elektróny pomáhajú redukovať molekuly kyslíka na kyslíkové ióny. Extra elektróny na kyslíku interagujú s iónmi H+ a vytvárajú vodu.
Čo je chemiosmóza v chloroplastoch?
Chemiosmosis v chloroplastoch je pohyb protónov na produkciu ATP v rastlinách. V chloroplaste prebieha chemiosmóza v tylakoide. Tylakoid zbiera svetlo a slúži ako miesto pre svetelné reakcie počas fotosyntézy. Svetelné reakcie vytvárajú ATP chemiosmózou. Anténny komplex fotosystému II prijíma fotóny v slnečnom svetle. To excituje elektróny na vyššiu energetickú hladinu. Elektróny sa potom transportujú dole cez elektrónový transportný reťazec a aktívne pumpujú protóny cez tylakoidnú membránu do lumenu tylakoidu.
Obrázok 02: Chemiosmóza v chloroplastoch
Pomocou enzýmu ATP syntázy prúdia protóny dole elektrochemickým gradientom. To vytvára ATP fosforyláciou ADP na ATP. Tieto elektróny z prvej svetelnej reakcie dosiahnu fotosystém I a potom svetelnou energiou dosiahnu vyššiu energetickú hladinu a sú prijímané akceptorom elektrónov. Tým sa zníži NADP+ na NADPH. Oxidácia vody, ktorá sa štiepi na protóny a kyslík, nahrádza elektróny, ktoré sa strácajú z fotosystému II. Aby sa vytvorila jedna molekula kyslíka, fotosystémy I a II absorbujú najmenej desať fotónov. Tu sa štyri elektróny pohybujú cez fotosystémy a vytvárajú dve molekuly NAPDH.
Aké sú podobnosti Rozdiel medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastom?
- Chemiosmosis v mitochondriách a chloroplastoch má rovnakú teóriu – presúvať ióny cez semipermeabilnú membránu dole elektrochemickým gradientom.
- Obaja využívajú na proces chemiosmózy vysoké energetické zdroje.
- Vodíkové ióny alebo protóny difundujú cez membrány.
- Obe generujú ATP.
- Oboje navyše využívajú membránové proteíny a enzým ATP syntázu.
Aký je rozdiel medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastom?
Pri mitochondriálnej chemiosmóze sú zdrojom energie molekuly potravy, zatiaľ čo zdrojom energie pre chemiosmózu v chloroplastoch je slnečné svetlo. Toto je kľúčový rozdiel medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastoch. Okrem toho v mitochondriách prebieha chemiosmóza cez vnútornú mitochondriálnu membránu, zatiaľ čo v chloroplastoch prebieha chemiosmóza v tylakoidnom lúmene. V mitochondriách sa ATP generuje v matrici mitochondrií, zatiaľ čo v chloroplastoch sa ATP generuje mimo tylakoidu.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastoch v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Chemiosmóza v mitochondriách vs chloroplast
Chemiosmosis je pohyb iónov z jednej strany biologickej semipermeabilnej membrány na druhú cez elektrochemický gradient. Chemiosmóza v mitochondriách je čerpanie protónov cez špeciálne kanály v membránach mitochondrií z vnútornej membrány do vonkajšej membrány. Chemiosmóza v chloroplastoch je pohyb protónov na produkciu ATP v rastlinách. V chloroplaste prebieha chemiosmóza v tylakoide. Oba procesy zahŕňajú generovanie ATP pomocou energie. V mitochondriách je zdrojom energie redoxná reakcia počas metabolizmu molekúl potravy, zatiaľ čo v chloroplastoch je zdrojom energie svetlo. Toto teda sumarizuje rozdiel medzi chemiosmózou v mitochondriách a chloroplastoch.
