Митохондриялардағы хемиосмос пен хлоропласт арасындағы негізгі айырмашылық мынада: митохондриялық хемиосмоста энергия көзі тағам молекулалары болып табылады, ал хлоропласттағы хемиосмос үшін энергия көзі жарық көзі арқылы қабылданады.
Химиосмос – иондардың биологиялық жартылай өткізгіш мембрананың бір жағынан екінші жағынан электрохимиялық градиент арқылы қозғалуы. Градиент мембранаға енгізілген белоктардың көмегімен иондардың пассивті өтуіне мүмкіндік береді. Бұл иондардың концентрациясы жоғары аймақтан төмен концентрациялы аймаққа өтуіне көмектеседі. Бұл процесс осмосқа ұқсас, бірақ ол мембраналар арқылы градиент арқылы қозғалатын иондарды қамтиды.
Митохондриядағы хемиосмос дегеніміз не?
Митохондриядағы хемиосмос - митохондрия мембранасындағы арнайы арналар арқылы ішкі мембранадан сыртқы мембранаға протондардың айдалуы. Бұл процесс кезінде NADH және FADH электронды тасымалдаушылары электрондарды тасымалдау тізбегіне береді. Бұл электрондар нәруыздарда Н+ иондарын селективті өткізгіш мембрана арқылы айдау үшін конформациялық өзгерістер жасайды. Н+ иондарының мембрана бойымен біркелкі таралуы концентрация мен электрохимиялық градиенттің айырмашылығын тудырады. Сондықтан оң зарядталған сутегі иондары мембрананың бір жағында қозғалады және біріктіріледі. Көптеген иондар иондық арналардың көмегімен фосфолипидті мембраналардың полярлы емес аймақтары арқылы қозғалады. Бұл матрицадағы сутегі иондарының АТФ синтаза деп аталатын мембраналық ақуыздың көмегімен ішкі митохондриялық мембранадан өтуіне әкеледі. Бұл ақуыз сутегі ионының градиентіндегі потенциалдық энергияны ADP-ге фосфат қосып, АТФ түзеді.
01-сурет: Митохондриядағы хемиосмос
Хемиосмос глюкозаның аэробты катаболизмі кезінде АТФ көп бөлігін жасайды. Хемиосмос арқылы митохондрияларда АТФ түзілуі тотығу фосфорлануы деп аталады. Бұл процестің соңында электрондар оттегі молекулаларын оттегі иондарына дейін азайтуға көмектеседі. Оттегідегі қосымша электрондар H+ иондарымен әрекеттесіп, су түзеді.
Хлоропласттағы хемиосмос дегеніміз не?
Хлоропластардағы хемиосмос - өсімдіктерде АТФ өндіру үшін протондардың қозғалысы. Хлоропластта хемиосмос тилакоидта жүреді. Тилакоид жарықты жинайды және фотосинтез кезінде жарық реакцияларының орны ретінде қызмет етеді. Жарық реакциялары хемиосмос арқылы АТФ түзеді. II фотожүйенің антенналық кешені күн сәулесіндегі фотондарды қабылдайды. Бұл электрондарды жоғары энергия деңгейіне қозғайды. Содан кейін электрондар электрондарды тасымалдау тізбегі арқылы төмен қарай тасымалданады, протондарды тилакоидтық мембрана арқылы тилакоидтың люменіне белсенді түрде айдайды.
02-сурет: Хлоропласттағы хемиосмос
АТФ синтаза ферментінің көмегімен протондар электрохимиялық градиент бойынша төмен қарай ағады. Бұл АДФ-ның АТФ-ға фосфорлануы арқылы АТФ түзеді. Бірінші жарық реакциясының бұл электрондары I фотожүйеге жетеді, содан кейін жарық энергиясы арқылы жоғары энергетикалық деңгейге жетеді және электронды акцептор арқылы қабылданады. Бұл NADP+-ны NADPH-ге дейін төмендетеді. Протондар мен оттегіге ыдырайтын судың тотығуы II фотожүйеден жоғалған электрондардың орнын толтырады. Оттегінің бір молекуласын жасау үшін I және II фотожүйелер кем дегенде он фотонды сіңіреді. Мұнда төрт электрон фотожүйелер арқылы қозғалып, екі NAPDH молекуласын жасайды.
Митохондриядағы хемиосмос пен хлоропласттың қандай ұқсастықтары бар?
- Митохондриялар мен хлоропласттағы хемиосмостың теориясы бірдей – иондарды жартылай өткізгіш мембрана арқылы электрохимиялық градиент бойынша төмен жылжыту.
- Екеуі де хемиосмос процесі үшін жоғары қуат көздерін пайдаланады.
- Сутегі иондары немесе протондар мембраналар арқылы диффузияланады.
- Екеуі де ATP жасайды.
- Сонымен қатар екеуі де мембраналық ақуыздарды және ATP синтаза ферментін пайдаланады.
Митохондриядағы хемиосмос пен хлоропласттың айырмашылығы неде?
Митохондриялық хемиосмоста энергия көзі тағам молекулалары болса, хлоропласттағы хемиосмостың энергия көзі күн сәулесі болып табылады. Осылайша, бұл митохондриядағы хемиосмос пен хлоропласт арасындағы негізгі айырмашылық. Сонымен қатар, митохондрияда хемиосмос ішкі митохондриялық мембранада жүреді, ал хлоропластта хемиосмос тилакоидтық люменде жүреді. Сондай-ақ, митохондрияда АТФ митохондрия матрицасында, ал хлоропластта АТФ тилакоидтан тыс түзіледі.
Төмендегі инфографика митохондриялардағы хемиосмос пен хлоропласт арасындағы айырмашылықтарды қатар салыстыру үшін ұсынады.
Қорытынды – Митохондриядағы хемиосмос және хлоропласт
Химиосмос – иондардың биологиялық жартылай өткізгіш мембрананың бір жағынан екінші жағынан электрохимиялық градиент арқылы қозғалуы. Митохондриялардағы хемиосмос - митохондрия мембранасындағы арнайы арналар арқылы протондардың ішкі мембранадан сыртқы мембранаға айдалуы. Хлоропластардағы хемиосмос - өсімдіктерде АТФ өндіру үшін протондардың қозғалысы. Хлоропластта тилакоидта хемиосмос жүреді. Екі процесс энергияны пайдалана отырып АТФ генерациясын қамтиды. Митохондрияда энергия көзі тағам молекулаларының метаболизмі кезіндегі тотығу-тотықсыздану реакциясынан болса, хлоропластта энергия көзі жарық болып табылады. Сонымен, бұл митохондриядағы хемиосмос пен хлоропласт арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
