Unterschied zwischen der Elektronentransportkette in Mitochondrien und Chloroplasten

Hauptunterschied - Elektron Transportkette in Mitochondrien vs. 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 führt zur Bildung eines Protonengradienten, durch den Energie bei der Synthese von ATP mit Hilfe des Enzyms ATP-Synthase genutzt wird. Elektronentransportkette (ETC), die in den Mitochondrien stattfindet, wird als "oxidativ" bezeichnet Phosphorylierung " da der Prozess chemische Energie aus Redoxreaktionen nutzt. Im Gegensatz dazu wird dieses Verfahren im Chloroplasten als "Photo-Phosphorylierung" bezeichnet, da es Lichtenergie verwendet. Dies ist das Hauptunterschied zwischen Elektronentransportkette (ETC) in Mitochondrien und Chloroplasten.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Elektronentransportkette in Mitochondrien?
3. Was ist eine Elektronentransportkette in Chloroplasten
4. Ähnlichkeiten zwischen ETC in Mitochondrien und Chloroplasten
5. Vergleich nebeneinander - Elektronentransportkette in Mitochondrien vs. Chloroplasten in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist 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. Dadurch entsteht ein Protonengradient, der die ATP-Synthese bewirkt. Es ist bekannt als oxidative Phosphorylierung aufgrund der Energiequelle: Dies 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-Synthase-Komplex. 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 beim Pumpen von H verwendet wird⁺ Ionen durch die innere Membran von der Matrix in den Intermembranraum. Dies erzeugt einen Protonengradienten. Elektronen, die in die Elektronentransportkette gelangen, werden von FADH2 und NADH abgeleitet. Diese werden während früherer zellulärer Atmungsstadien synthetisiert, zu denen die Glykolyse und der TCA-Zyklus gehören.

Abbildung 01: Elektronentransportkette in Mitochondrien

Die Komplexe I, II und IV gelten als Protonenpumpen. Beide Komplexe I und II leiten kollektiv Elektronen an einen als Ubichinon bekannten Elektronenträger weiter, der die Elektronen zum Komplex III überträgt. Während der Bewegung von Elektronen durch den Komplex III wird mehr H⁺ Ionen werden durch die innere Membran in den Intermembranraum geleitet. 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 Intermembranraum. Elektronen werden schließlich von Sauerstoff angenommen, der dann zur Bildung von Wasser verwendet wird. Der Protonenbewegungskraftgradient ist auf den Endkomplex gerichtet, bei dem es sich um ATP-Synthase handelt, die ATP synthetisiert.

Was ist eine 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 Verfahren wird Lichtenergie zur Erzeugung eines hochenergetischen Donorelektronen verwendet, das dann unidirektional 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

Cyclische Photophosphorylierung tritt hauptsächlich auf der Thylakoidmembran auf, wo der Elektronenfluss von einem Pigmentkomplex initiiert wird, der als Photosystem I bezeichnet wird. 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 von einem Elektronenakzeptor zum nächsten Elektronenakzeptor in einem Elektronengradienten übertragen, der schließlich von einem Elektronenakzeptor mit niedrigerer Energie akzeptiert wird. Die Bewegung der Elektronen induziert eine Protonenbewegungskraft, die das Pumpen von H mit sich bringt⁺ Ionen über die Membranen. Dies wird bei der Herstellung von ATP verwendet. ATP-Synthase wird während dieses Prozesses als Enzym verwendet. Die cyclische Photophosphorylierung produziert keinen Sauerstoff oder NADPH.

Im nichtcyclische Photophosphorylierung, Die Einbeziehung zweier Photosysteme erfolgt. Zunächst wird ein Wassermolekül unter Bildung von 2H lysiert⁺ + 1 / 2O₂ + 2e^-. Das Photosystem II hält die beiden Elektronen. Die im Photosystem vorhandenen Chlorophyll-Pigmente absorbieren Lichtenergie in Form von Photonen und übertragen sie auf ein Kernmolekül. Zwei Elektronen werden vom Photosystem verstärkt, das vom primären Elektronenakzeptor akzeptiert wird. Im Gegensatz zum zyklischen Weg kehren die beiden Elektronen nicht zum Photosystem zurück. Das Defizit der Elektronen im Photosystem wird durch die Lyse eines anderen Wassermoleküls bereitgestellt. Die Elektronen des Photosystems II werden in das Photosystem I übertragen, wo ein ähnlicher Prozess stattfindet. Durch den Elektronenfluss von einem Akzeptor zum nächsten wird ein Elektronengradient erzeugt, der eine Protonenantriebskraft ist, die zur 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 werden 3 ATP-Moleküle durch 2 Protonen synthetisiert.

Was ist der Unterschied zwischen der Elektronentransportkette in Mitochondrien und Chloroplasten??

ETC in Mitochondrien vs. ETC in Chloroplasten
Die Elektronentransportkette, die in der inneren Membran der Mitochondrien vorkommt, wird in Mitochondrien als oxidative Phosphorylierung oder Elektronentransportkette bezeichnet.	Die Elektronentransportkette, die im Inneren des Chloroplasten stattfindet, ist als Photophosphorylierung oder Elektronentransportkette in Chloroplasten bekannt.
Art der Phosphorylierung
Oxidative Phosphorylierung tritt in ETC von Mitochondrien auf.	Die Photo-Phosphorylierung findet in ETC von Chloroplasten statt.
Energiequelle
ETP-Energiequelle in Mitochondrien ist die chemische Energie, die aus Redoxreaktionen stammt.	ETC in Chloroplasten nutzt Lichtenergie.
Ort
ETC in Mitochondrien findet in den Cristae der Mitochondrien statt.	ETC in Chloroplasten findet in der Thylakoidmembran des Chloroplasten statt.
Coenzym
NAD und FAD beteiligen sich an ETC von Mitochondrien.	NADP umfasst in ETC Chloroplasten.
Protonengradient
Der Protonengradient wirkt während der ETC der Mitochondrien vom Intermembranraum bis zur Matrix.	Der Protonengradient wirkt während der ETC der Chloroplasten vom Thylakoidraum auf das Stroma des Chloroplasten.
Final Electron Acceptor
Sauerstoff ist der letzte Elektronenakzeptor von ETC in Mitochondrien.	Chlorophyll bei der cyclischen Photophosphorylierung und NADPH + bei der nichtcyclischen Photophosphorylierung sind die letzten Elektronenakzeptoren bei ETC in Chloroplasten.

Zusammenfassung - Elektron Transportkette in Mitochondrien vs. 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, durch einen Protonengradienten in ATP umgewandelt werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen ETC in Mitochondrien und ETC in Chloroplasten. Beide Verfahren verwenden ATP-Synthase während der ATP-Synthese.

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Referenz:

1. “Oxidative Phosphorylierung | Biologie. “Khan Academy. Hier verfügbar 
2. Abdollahi, Hamid et al. "Die Rolle der Elektronentransportkette von Chloroplasten in einem oxidativen Stoß der Wechselwirkung zwischen Erwinia amylovora und Wirtszellen." Photosynthesis Research. Vol. 124, nein. 2, 2015, S. 231-242., Doi: 10.1007 / s11120-015-0127-8.
3. Alberts, Bruce. "Energieumwandlung: Mitochondrien und Chloroplasten". Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage., US National Library of Medicine, 1. Januar 1970. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. "Mitochondriale Elektronentransportkette" Vom Benutzer: Rozzychan (CC BY-SA 2.5) über Commons Wikimedia 
2.Thylakoidmembran 3'By Somepics - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia