Ključna razlika – oksidativna fosforilacija naspram fotofosforilacije
Adenozin trifosfat (ATP) važan je čimbenik za preživljavanje i funkcioniranje živih organizama. ATP je poznat kao univerzalna energetska valuta života. Proizvodnja ATP-a unutar živog sustava događa se na mnogo načina. Oksidativna fosforilacija i fotofosforilacija dva su glavna mehanizma koji proizvode većinu staničnog ATP-a unutar živog sustava. Oksidativna fosforilacija iskorištava molekularni kisik tijekom sinteze ATP-a, a odvija se u blizini membrana mitohondrija dok fotofosforilacija koristi sunčevu svjetlost kao izvor energije za proizvodnju ATP-a, a odvija se u tilakoidnoj membrani kloroplasta. Ključna razlika između oksidativne fosforilacije i fotofosforilacije je u tome što je proizvodnja ATP-a potaknuta prijenosom elektrona na kisik u oksidativnoj fosforilaciji, dok sunčeva svjetlost pokreće proizvodnju ATP-a u fotofosforilaciji.
Što je oksidativna fosforilacija?
Oksidativna fosforilacija je metabolički put koji proizvodi ATP pomoću enzima uz prisutnost kisika. To je završni stadij staničnog disanja aerobnih organizama. Dva su glavna procesa oksidativne fosforilacije; transportni lanac elektrona i kemiosmoza. U lancu prijenosa elektrona olakšava redoks reakcije koje uključuju mnoge redoks međuprodukte koji pokreću kretanje elektrona od donora elektrona do akceptora elektrona. Energija dobivena iz ovih redoks reakcija koristi se za proizvodnju ATP-a u kemiosmozi. U kontekstu eukariota, oksidativna fosforilacija se provodi u različitim proteinskim kompleksima unutar unutarnje membrane mitohondrija. U kontekstu prokariota, ti su enzimi prisutni u intermembranskom prostoru stanice.
Proteini koji sudjeluju u oksidativnoj fosforilaciji međusobno su povezani. U eukariota se tijekom lanca transporta elektrona koristi pet glavnih proteinskih kompleksa. Konačni akceptor elektrona oksidativne fosforilacije je kisik. Prihvaća elektron i reducira se u vodu. Stoga bi kisik trebao biti prisutan kako bi se proizveo ATP oksidativnom fosforilacijom.
Slika 01: Oksidativna fosforilacija
Energija koja se oslobađa tijekom protoka elektrona kroz lanac koristi se u transportu protona kroz unutarnju membranu mitohondrija. Ova se potencijalna energija usmjerava na konačni proteinski kompleks koji je ATP sintaza za proizvodnju ATP-a. Proizvodnja ATP-a događa se u kompleksu ATP sintaze. Katalizira dodavanje fosfatne skupine na ADP i olakšava stvaranje ATP-a. Proizvodnja ATP-a korištenjem energije oslobođene tijekom prijenosa elektrona poznata je kao kemiosmoza.
Što je fotofosforilacija?
U kontekstu fotosinteze, proces koji fosforilira ADP u ATP koristeći energiju sunčeve svjetlosti naziva se fotofosforilacija. U tom procesu sunčeva svjetlost aktivira različite molekule klorofila kako bi se stvorio donor elektrona visoke energije koji bi prihvatio akceptor elektrona niske energije. Stoga svjetlosna energija uključuje stvaranje visokoenergetskog donora elektrona i niskoenergetskog akceptora elektrona. Kao rezultat stvorenog gradijenta energije, elektroni će se kretati od donora do akceptora na ciklički i neciklički način. Kretanje elektrona odvija se kroz transportni lanac elektrona.
Fotofosforilacija se može kategorizirati u dvije skupine; ciklička fotofosforilacija i neciklička fotofosforilacija. Ciklička fotofosforilacija događa se na posebnom mjestu kloroplasta poznatom kao tilakoidna membrana. Ciklička fotofosforilacija ne proizvodi kisik i NADPH. Ovaj ciklički put pokreće protok elektrona u kompleks pigmenta klorofila poznat kao fotosustav I. Iz fotosustava I se pojačava elektron visoke energije. Zbog nestabilnosti elektrona, on će biti prihvaćen od strane akceptora elektrona koji je na nižim energetskim razinama. Jednom inicirani, elektroni će se kretati od jednog akceptora elektrona do sljedećeg u lancu dok pumpaju ione H+ preko membrane koja proizvodi pokretačku silu protona. Ova pokretačka sila protona dovodi do razvoja gradijenta energije koji se koristi u proizvodnji ATP-a iz ADP-a pomoću enzima ATP sintaze tijekom procesa.
Slika 02: Fotofosforilacija
U necikličkoj fotofosforilaciji, ona uključuje dva klorofilna pigmentna kompleksa (fotosustav I i fotosustav II). To se događa u stromi. U ovom putu fotolize vode, molekula se odvija u fotosustavu II koji prvobitno zadržava dva elektrona izvedena iz reakcije fotolize unutar fotosustava. Svjetlosna energija uključuje pobuđivanje elektrona iz fotosustava II koji prolazi kroz lančanu reakciju i konačno se prenosi na središnju molekulu prisutnu u fotosustavu II. Elektron će se kretati od jednog akceptora elektrona do sljedećeg u gradijentu energije koji će konačno biti prihvaćen od strane molekule kisika. Ovdje na ovom putu nastaju i kisik i NADPH.
Koje su sličnosti između oksidativne fosforilacije i fotofosforilacije?
- Oba su procesa važna u prijenosu energije unutar živog sustava.
- Oboje uključeni u iskorištavanje redoks intermedijera.
- U oba procesa, proizvodnja protonske pokretačke sile dovodi do prijenosa H+ iona kroz membranu.
- Gradijent energije koji stvaraju oba procesa koristi se za proizvodnju ATP-a iz ADP-a.
- Oba procesa koriste enzim ATP sintazu za stvaranje ATP-a.
Koja je razlika između oksidativne fosforilacije i fotofosforilacije?
Oksidativna fosforilacija nasuprot fotofosforilaciji |
|
| Oksidativna fosforilacija je proces koji proizvodi ATP pomoću enzima i kisika. To je posljednja faza aerobnog disanja. | Fotofosforilacija je proces proizvodnje ATP-a korištenjem sunčeve svjetlosti tijekom fotosinteze. |
| Izvor energije | |
| Molekularni kisik i glukoza su izvori energije oksidativne fosforilacije. | Sunčeva svjetlost je izvor energije fotofosforilacije. |
| Lokacija | |
| Oksidativna fosforilacija se događa u mitohondrijima | Fotofosforilacija se događa u kloroplastu |
| Pojava | |
| Oksidativna fosforilacija događa se tijekom staničnog disanja. | Fotofosforilacija se događa tijekom fotosinteze. |
| Konačni akceptor elektrona | |
| Kisik je konačni akceptor elektrona oksidativne fosforilacije. | NADP+ je konačni akceptor elektrona fotofosforilacije. |
Sažetak – Oksidativna fosforilacija naspram fotofosforilacije
Proizvodnja ATP-a unutar živog sustava događa se na mnogo načina. Oksidativna fosforilacija i fotofosforilacija dva su glavna mehanizma koji proizvode većinu staničnog ATP-a. U eukariota se oksidativna fosforilacija odvija u različitim proteinskim kompleksima unutar unutarnje membrane mitohondrija. Uključuje mnoge redoks međuprodukte koji pokreću kretanje elektrona od donora elektrona do akceptora elektrona. Na kraju, korištenje energije oslobođene tijekom prijenosa elektrona koristi se za proizvodnju ATP-a pomoću ATP sintaze. Proces koji fosforilira ADP u ATP koristeći energiju sunčeve svjetlosti naziva se fotofosforilacija. To se događa tijekom fotosinteze. Fotofosforilacija se odvija na dva glavna načina; ciklička fotofosforilacija i neciklička fotofosforilacija. Oksidativna fosforilacija se događa u mitohondrijima, a fotofosforilacija se događa u kloroplastima. Ovo je razlika između oksidativne fosforilacije i fotofosforilacije.
Preuzmi PDF Oksidativna fosforilacija naspram fotofosforilacije
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za izvanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. PDF verziju preuzmite ovdje. Razlika između oksidativne fotofosforilacije i fotofosforilacije
