Негізгі айырмашылық – Митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі және хлоропластар
Жасушалық тыныс алу және фотосинтез - биосферадағы тірі организмдерге көмектесетін өте маңызды екі процесс. Екі процесс те электронды градиент жасайтын электрондарды тасымалдауды қамтиды. Бұл протондық градиенттің пайда болуына әкеледі, оның көмегімен энергия ATP синтаза ферментінің көмегімен АТФ синтезіне жұмсалады. Митохондрияда орын алатын электронды тасымалдау тізбегі (ETC) «тотықтырғыш фосфорлану» деп аталады, өйткені бұл процесс тотығу-тотықсыздану реакцияларының химиялық энергиясын пайдаланады. Керісінше, хлоропластта бұл процесс «фотофосфорлану» деп аталады, өйткені ол жарық энергиясын пайдаланады. Бұл митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі (ETC) мен хлоропласт арасындағы негізгі айырмашылық.
Митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі дегеніміз не?
Митохондриялардың ішкі мембранасында пайда болатын электрондарды тасымалдау тізбегі тотығу фосфорлану деп аталады, мұнда электрондар әртүрлі кешендердің қатысуымен митохондриялардың ішкі мембранасы арқылы тасымалданады. Бұл АТФ синтезін тудыратын протондық градиент жасайды. Ол энергия көзіне байланысты тотығу фосфорлану ретінде белгілі: бұл электрондарды тасымалдау тізбегін қозғайтын тотығу-тотықсыздану реакциялары.
Электронды тасымалдау тізбегі көптеген түрлі белоктар мен органикалық молекулалардан тұрады, олар әртүрлі кешендерді, атап айтқанда I, II, III, IV және ATP синтаза кешенін қамтиды. Электрондарды тасымалдау тізбегі арқылы электрондардың қозғалысы кезінде олар жоғары энергетикалық деңгейден төменгі энергия деңгейлеріне ауысады. Осы қозғалыс кезінде жасалған электронды градиент H+ иондарын матрицадан мембрана аралық кеңістікке ішкі мембрана арқылы айдау үшін пайдаланылатын энергияны алады. Бұл протон градиентін жасайды. Электронды тасымалдау тізбегіне түсетін электрондар FADH2 және NADH-дан алынады. Олар гликолиз және TCA циклін қамтитын ерте жасушалық тыныс алу кезеңдерінде синтезделеді.
01-сурет: Митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі
I, II және IV кешендері протондық сорғылар ретінде қарастырылады. I және II кешендерінің екеуі де электрондарды Ubiquinone деп аталатын электронды тасымалдаушыға бірге береді, ол электрондарды III комплекске тасымалдайды. III комплекс арқылы электрондардың қозғалысы кезінде ішкі мембрана арқылы мембрана аралық кеңістікке көбірек H+ иондары жеткізіледі. Цитохром С деп аталатын тағы бір жылжымалы электрон тасымалдаушы электрондарды алады, содан кейін IV комплекске өтеді. Бұл H+ иондарының мембрана аралық кеңістікке соңғы тасымалдануын тудырады. Электрондар ақырында оттегімен қабылданады, содан кейін суды қалыптастыру үшін пайдаланылады. Протонның қозғаушы күшінің градиенті АТФ синтездейтін АТФ синтазасы болып табылатын соңғы кешенге бағытталған.
Хлоропластардағы электронды тасымалдау тізбегі дегеніміз не?
Хлоропласт ішінде орын алатын электронды тасымалдау тізбегі әдетте фотофосфорлану деп аталады. Энергия көзі күн сәулесі болғандықтан, АДФ-ның АТФ-қа фосфорлануы фотофосфорлану деп аталады. Бұл процесте жарық энергиясы жоғары энергиялық донор электронын жасау үшін пайдаланылады, ол кейін бір бағытты түрде төмен энергиялық электрон акцепторына ағып кетеді. Электрондардың донордан акцепторға қозғалысын электронды тасымалдау тізбегі деп атайды. Фотофосфорлану екі жолмен жүруі мүмкін; циклдік фотофосфорлану және циклдік емес фотофосфорлану.
02-сурет: Хлоропласттағы электронды тасымалдау тізбегі
Циклдік фотофосфорлану негізінен тилакоидты мембранада жүреді, онда электрондар ағыны фотожүйе I деп аталатын пигменттік кешеннен басталады. Күн сәулесі фотожүйеге түскенде; жарық жұтатын молекулалар жарықты ұстап алады және оны фотожүйедегі арнайы хлорофилл молекуласына береді. Бұл қозуға және ақырында жоғары энергиялы электронның шығуына әкеледі. Бұл энергия бір электронды акцептордан келесі электронды акцепторға электронды градиентте беріледі, оны ақырында төменгі энергиялы электрон акцепторы қабылдайды. Электрондардың қозғалысы H+ иондарының мембраналар арқылы айдалуын қамтитын протонның қозғаушы күшін тудырады. Бұл АТФ өндірісінде қолданылады. Бұл процесс кезінде фермент ретінде АТФ синтаза қолданылады. Циклдік фотофосфорлану оттегі немесе NADPH түзбейді.
Циклді емес фотофосфорлану кезінде екі фотожүйенің қатысуы орын алады. Бастапқыда су молекуласы 2H+ + 1/2O2 + 2e– фотожүйені түзу үшін лизденеді. II екі электронды сақтайды. Фотожүйедегі хлорофилл пигменттері жарық энергиясын фотондар түрінде жұтып, оны ядро молекуласына береді. Бастапқы электрон акцепторы қабылдайтын фотожүйеден екі электрон күшейтіледі. Циклдік жолдан айырмашылығы, екі электрон фотожүйеге оралмайды. Фотожүйедегі электрондардың тапшылығы басқа су молекуласының лизисі арқылы қамтамасыз етіледі. II фотожүйенің электрондары I фотожүйеге ауысады, онда ұқсас процесс жүреді. Электрондардың бір акцептордан екіншісіне өтуі АТФ синтезінде қолданылатын протондық қозғаушы күш болып табылатын электронды градиент жасайды.
Митохондриялар мен хлоропластардағы ETC арасындағы қандай ұқсастықтар бар?
- ATP синтазасы ETC-де митохондриялар да, хлоропласттар да пайдаланады.
- Екеуінде де 3 ATP молекуласы 2 протонмен синтезделеді.
Митохондриялар мен хлоропластардағы электронды тасымалдау тізбегінің айырмашылығы неде?
Митохондриядағы ETC және хлоропластардағы ETC |
|
| Митохондриялардың ішкі мембранасында пайда болатын электрондарды тасымалдау тізбегі тотығу фосфорлануы немесе митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі ретінде белгілі. | Хлоропласт ішінде орын алатын электронды тасымалдау тізбегі фотофосфорлану немесе хлоропласттағы электронды тасымалдау тізбегі деп аталады. |
| Фосфорлану түрі | |
| Тотығу фосфорлануы митохондриялардың ETC-де жүреді. | Фотофосфорлану хлоропласттардың ETC-де жүреді. |
| Энергия көзі | |
| Митохондриядағы ЭТФ энергиясының көзі тотығу-тотықсыздану реакцияларынан алынатын химиялық энергия болып табылады.. | Хлоропластардағы ETC жарық энергиясын пайдаланады. |
| Орын | |
| Митохондриядағы ETC митохондриялардың кристалдарында орын алады. | Хлоропластардағы ETC хлоропласттың тилакоидты мембранасында орын алады. |
| Ко-фермент | |
| NAD және FAD митохондриялардың ETC құрамына кіреді. | NADP хлоропласттардың ETC құрамына кіреді. |
| Протон градиенті | |
| Протон градиенті митохондриялардың ETC кезінде мембрана аралық кеңістіктен матрицаға дейін әрекет етеді. | Протон градиенті хлоропласттардың ETC кезінде тилакоидтық кеңістіктен хлоропласттың стромасына әсер етеді. |
| Соңғы электронды қабылдаушы | |
| Оттегі - митохондриялардағы ETC соңғы электрон қабылдаушысы. | Циклдік фотофосфорланудағы хлорофилл және циклдік емес фотофосфорланудағы NADPH+ хлоропластардағы ETC-тегі соңғы электронды акцепторлар болып табылады. |
Қорытынды – Митохондриядағы электронды тасымалдау тізбегі және хлоропластар
Хлоропласттың тилакоидтық мембранасында пайда болатын электронды тасымалдау тізбегі фотофосфорлану деп аталады, өйткені процесті жүргізу үшін жарық энергиясы пайдаланылады. Митохондрияда электрондарды тасымалдау тізбегі тотығу фосфорлануы деп аталады, онда гликолиз және TCA циклінен алынған NADH және FADH2 электрондары протон градиенті арқылы ATP-ге айналады. Бұл митохондриядағы ETC мен хлоропластардағы ETC арасындағы негізгі айырмашылық. Екі процесс ATP синтезі кезінде ATP синтазасын пайдаланады.
Митохондрия және хлоропластардағы электронды тасымалдау тізбегінің PDF нұсқасын жүктеп алыңыз
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз Митохондрия мен хлоропласттағы ETC арасындағы айырмашылық
