Klíčový rozdíl mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastech spočívá v tom, že u mitochondriální chemiosmózy jsou zdrojem energie molekuly potravy, zatímco zdrojem energie pro chemiosmózu v chloroplastech je zdroj světla.
Chemiosmóza je pohyb iontů z jedné strany biologické semipermeabilní membrány na druhou přes elektrochemický gradient. Gradient umožňuje iontům pasivně procházet pomocí proteinů uložených v membráně. To pomáhá iontům přesunout se z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší koncentrací. Tento proces je podobný osmóze, ale zahrnuje ionty pohybující se přes membrány gradientem.
Co je chemiosmóza v mitochondriích?
Chemiosmosis v mitochondriích je pumpování protonů přes speciální kanály v membránách mitochondrií z vnitřní membrány do vnější membrány. Během tohoto procesu nosiče elektronů, NADH a FADH, darují elektrony elektronovému transportnímu řetězci. Tyto elektrony provádějí konformační změny v proteinech, aby pumpovaly H+ ionty přes selektivně propustnou membránu. Nerovnoměrné rozložení H+ iontů přes membránu způsobuje rozdíl v koncentraci a elektrochemickém gradientu. Proto se kladně nabité vodíkové ionty pohybují a agregují na jedné straně membrány. Mnoho iontů se pohybuje nepolárními oblastmi fosfolipidových membrán pomocí iontových kanálů. To způsobí, že vodíkové ionty v matrici projdou vnitřní mitochondriální membránou pomocí membránového proteinu zvaného ATP syntáza. Tento protein využívá potenciální energii v gradientu vodíkových iontů k přidání fosfátu k ADP, čímž vzniká ATP.
Obrázek 01: Chemiosmóza v mitochondriích
Chemiosmosis vytváří většinu ATP během aerobního katabolismu glukózy. Produkce ATP v mitochondriích pomocí chemiosmózy je známá jako oxidativní fosforylace. Na konci tohoto procesu elektrony pomáhají redukovat molekuly kyslíku na kyslíkové ionty. Extra elektrony na kyslíku interagují s H+ ionty za vzniku vody.
Co je chemiosmóza v chloroplastech?
Chemiosmosis v chloroplastech je pohyb protonů pro produkci ATP v rostlinách. V chloroplastu probíhá chemiosmóza v thylakoidu. Thylakoid sbírá světlo a slouží jako místo pro světelné reakce během fotosyntézy. Světelné reakce generují ATP chemiosmózou. Anténní komplex fotosystému II přijímá fotony ve slunečním světle. To excituje elektrony na vyšší energetickou hladinu. Elektrony se poté transportují dolů přes elektronový transportní řetězec a aktivně pumpují protony přes membránu thylakoidu do lumen thylakoidu.
Obrázek 02: Chemiosmóza v chloroplastech
Pomocí enzymu ATP syntázy stékají protony elektrochemickým gradientem dolů. To vytváří ATP fosforylací ADP na ATP. Tyto elektrony z první světelné reakce dosáhnou fotosystému I a následně světelnou energií dosáhnou vyšší energetické hladiny a jsou přijímány akceptorem elektronů. Tím se sníží NADP+ na NADPH. Oxidace vody, která se štěpí na protony a kyslík, nahrazuje elektrony ztracené z fotosystému II. Aby se vytvořila jedna molekula kyslíku, fotosystémy I a II absorbují alespoň deset fotonů. Zde se čtyři elektrony pohybují fotosystémy a generují dvě molekuly NAPDH.
Jaké jsou podobnosti Rozdíl mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastech?
- Chemiosmosis v mitochondriích a chloroplastech mají stejnou teorii – pohyb iontů přes semipermeabilní membránu dolů elektrochemickým gradientem.
- Oba využívají pro proces chemiosmózy vysoké energetické zdroje.
- Vodíkové ionty nebo protony difundují přes membrány.
- Oba generují ATP.
- Navíc oba využívají membránové proteiny a enzym ATP syntázu.
Jaký je rozdíl mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastem?
U mitochondriální chemiosmózy jsou zdrojem energie molekuly potravy, zatímco zdrojem energie pro chemiosmózu v chloroplastech je sluneční světlo. Toto je klíčový rozdíl mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastech. Navíc v mitochondriích probíhá chemiosmóza přes vnitřní mitochondriální membránu, zatímco v chloroplastech probíhá chemiosmóza v lumen tylakoidu. V mitochondriích je ATP generován v matrici mitochondrií, zatímco v chloroplastech je ATP generován mimo tylakoid.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastech ve formě tabulky pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Chemiosmóza v mitochondriích vs chloroplast
Chemiosmóza je pohyb iontů z jedné strany biologické semipermeabilní membrány na druhou přes elektrochemický gradient. Chemiosmóza v mitochondriích je čerpání protonů přes speciální kanály v membránách mitochondrií z vnitřní membrány do vnější membrány. Chemiosmóza v chloroplastech je pohyb protonů pro produkci ATP v rostlinách. V chloroplastu probíhá chemiosmóza v thylakoidu. Oba procesy zahrnují generování ATP pomocí energie. V mitochondriích je zdrojem energie redoxní reakce při metabolismu molekul potravy, zatímco v chloroplastech je zdrojem energie světlo. Toto shrnuje rozdíl mezi chemiosmózou v mitochondriích a chloroplastech.
