Негізгі айырмашылық – тотығу фосфорлану мен фотофосфорлану
Аденозин три-фосфаты (АТФ) тірі ағзалардың тіршілігі мен қызметі үшін маңызды фактор болып табылады. ATP өмірдің әмбебап энергетикалық валютасы ретінде белгілі. Тірі жүйеде АТФ өндірісі көптеген жолдармен жүреді. Тотығу фосфорлануы және фотофосфорлану тірі жүйеде жасушалық АТФ-ның көп бөлігін өндіретін екі негізгі механизм болып табылады. Тотықтырғыш фосфорлану АТФ синтезі кезінде молекулалық оттегін пайдаланады және ол митохондрия мембраналарының жанында жүреді, ал фотофосфорлану ATP өндіру үшін энергия көзі ретінде күн сәулесін пайдаланады және хлоропласттың тилакоидтық мембранасында орын алады. Тотығу фосфорлану мен фотофосфорлану арасындағы негізгі айырмашылық мынада: АТФ өндірісі тотығу фосфорлану кезінде оттегіге электронның берілуімен, ал күн сәулесі фотофосфорлануда АТФ өндірісін басқарады.
Тотықтырғыш фосфорлану дегеніміз не?
Тотықтырғыш фосфорлану – оттегінің қатысуымен ферменттердің көмегімен АТФ түзетін метаболикалық жол. Бұл аэробты организмдердің жасушалық тыныс алуының соңғы кезеңі. Тотықтырғыш фосфорланудың екі негізгі процесі бар; электронды тасымалдау тізбегі және хемиосмос. Электрондарды тасымалдау тізбегінде ол электронды донорлардан электрон акцепторларына электрондардың қозғалысын жүргізу үшін көптеген тотықсыздандырғыш аралық заттарды қамтитын тотығу-тотықсыздану реакцияларын жеңілдетеді. Осы тотығу-тотықсыздану реакцияларынан алынатын энергия хемиосмоста АТФ өндіруге жұмсалады. Эукариоттардың контекстінде тотығу фосфорлануы митохондриялардың ішкі мембранасындағы әртүрлі ақуыздық кешендерде жүзеге асырылады. Прокариоттардың контекстінде бұл ферменттер жасушаның мембрана аралық кеңістігінде болады.
Тотығу фосфорлануына қатысатын белоктар бір-бірімен байланысқан. Эукариоттарда электронды тасымалдау тізбегі кезінде бес негізгі ақуыз кешені қолданылады. Тотығу фосфорлануының соңғы электронды акцепторы оттегі болып табылады. Ол электронды қабылдап, су түзу үшін тотықсызданады. Демек, тотығу фосфорлану арқылы АТФ түзу үшін оттегі болуы керек.
01-сурет: тотығу фосфорлануы
Тізбек арқылы электрондар ағыны кезінде бөлінетін энергия протондарды митохондриялардың ішкі мембранасы арқылы тасымалдауға жұмсалады. Бұл потенциалдық энергия АТФ өндіру үшін АТФ синтаза болып табылатын соңғы ақуыз кешеніне бағытталады. ATP өндірісі ATP синтаза кешенінде жүреді. Ол АДФ-ға фосфат тобының қосылуын катализдейді және АТФ түзілуін жеңілдетеді. Электронды тасымалдау кезінде бөлінетін энергияны пайдаланып АТФ түзілуі хемиосмос деп аталады.
Фотофосфорлану дегеніміз не?
Фотосинтез контекстінде күн сәулесінің энергиясын пайдалана отырып, АДФ-ны АТФ-қа фосфорландыратын процесс фотофосфорлану деп аталады. Бұл процесте күн сәулесі әртүрлі хлорофилл молекулаларын белсендіреді, бұл төмен энергиялы электрон акцепторы қабылдайтын жоғары энергияның электронды донорын жасайды. Демек, жарық энергиясы жоғары энергиялы электрон донорын да, төмен энергиялы электрон акцепторын да құруды қамтиды. Жасалған энергия градиентінің нәтижесінде электрондар донордан акцепторға циклдік және циклдік емес жолмен ауысады. Электрондардың қозғалысы электронды тасымалдау тізбегі арқылы жүреді.
Фотофосфорлануды екі топқа бөлуге болады; циклдік фотофосфорлану және циклдік емес фотофосфорлану. Циклдік фотофосфорлану хлоропласттың тилакоидты мембрана деп аталатын арнайы орнында жүреді. Циклдік фотофосфорлану оттегі мен NADPH түзбейді. Бұл циклдік жол I фотожүйе деп аталатын хлорофилл пигменттік кешеніне электрондар ағынын бастайды. I фотожүйеден жоғары энергия электроны күшейеді. Электронның тұрақсыздығына байланысты оны энергия деңгейі төменірек электрон қабылдаушы қабылдайды. Іске қосылғаннан кейін электрондар протонның қозғаушы күшін тудыратын мембрана арқылы H+ иондарын айдау кезінде тізбекте бір электрон қабылдағыштан екіншісіне ауысады. Бұл протонды қозғаушы күш энергия градиентінің дамуына әкеледі, ол процесс барысында АТФ синтаза ферментінің көмегімен АДФ-дан АТФ өндіруде пайдаланылады.
02-сурет: Фотофосфорлану
Циклді емес фотофосфорлануда екі хлорофилді пигменттік кешен (фотожүйе I және фотожүйе II) қатысады. Бұл стромада орын алады. Судың фотолизінің бұл жолында молекула бастапқыда фотожүйедегі фотолиз реакциясынан алынған екі электронды ұстайтын фотожүйе II-де орын алады. Жарық энергиясы II фотожүйеден электронның қозуын қамтиды, ол тізбекті реакцияға түсіп, соңында II фотожүйеде бар ядро молекуласына ауысады. Электрон бір электронды акцептордан екіншісіне оттегі молекуласы қабылдайтын энергия градиентінде қозғалады. Бұл жолда оттегі де, NADPH да өндіріледі.
Тотықтырғыш фосфорлану мен фотофосфорланудың қандай ұқсастықтары бар?
- Екі процесс те тірі жүйеде энергия тасымалдауда маңызды.
- Екеуі де тотығу-тотықсыздандыратын аралық заттарды пайдалануға қатысады.
- Екі процесте де протонның қозғаушы күшін өндіру мембрана арқылы H+ иондарының тасымалдануына әкеледі.
- Екі процесте жасалған энергия градиенті ADP-ден АТФ өндіру үшін пайдаланылады.
- Екі процесс АТФ жасау үшін ATP синтаза ферментін пайдаланады.
Тотығу фосфорлану мен фотофосфорланудың айырмашылығы неде?
Тотығу фосфорлану және фотофосфорлану |
|
| Тотықтырғыш фосфорлану – ферменттер мен оттегінің көмегімен АТФ түзетін процесс. Бұл аэробты тыныс алудың соңғы кезеңі. | Фотофосфорлану – фотосинтез кезінде күн сәулесін пайдаланып АТФ түзілу процесі. |
| Энергия көзі | |
| Молекулалық оттегі мен глюкоза тотығу фосфорлануының энергия көзі болып табылады. | Күн сәулесі фотофосфорланудың энергия көзі. |
| Орын | |
| Тотықтырғыш фосфорлану митохондрияда жүреді | Фотофосфорлану хлоропластта жүреді |
| Пайда болуы | |
| Тотықтырғыш фосфорлану жасушалық тыныс алу кезінде жүреді. | Фотофосфорлану фотосинтез кезінде жүреді. |
| Соңғы электронды акцептор | |
| Оттегі тотығу фосфорлануының соңғы электронды акцепторы болып табылады. | NADP+ фотофосфорланудың соңғы электронды акцепторы. |
Қорытынды – Тотығу фосфорлану және фотофосфорлану
Тірі жүйеде АТФ өндірісі көптеген жолдармен жүреді. Тотықтырғыш фосфорлану және фотофосфорлану жасушалық АТФ-ның көп бөлігін өндіретін екі негізгі механизм болып табылады. Эукариоттарда тотығу фосфорлануы митохондриялардың ішкі мембранасындағы әртүрлі белоктық кешендерде жүзеге асады. Ол электрондардың электрон донорларынан электрон акцепторларына қозғалысын жүргізу үшін көптеген тотықсыздандырғыш аралық заттарды қамтиды. Ақырында, электронды тасымалдау кезінде бөлінетін энергия АТФ синтазасы арқылы АТФ өндіруге жұмсалады. Күн сәулесінің энергиясын пайдалана отырып, АДФ-ны АТФ-ға фосфорландыратын процесс фотофосфорлану деп аталады. Бұл фотосинтез кезінде болады. Фотофосфорлану екі негізгі жолмен жүреді; циклдік фотофосфорлану және циклдік емес фотофосфорлану. Тотығу фосфорлануы митохондрияларда, ал фотофосфорлану хлоропласттарда жүреді. Бұл тотығу фосфорлану мен фотофосфорлану арасындағы айырмашылық.
Тотығу фосфорлануы және фотофосфорлануы PDF файлын жүктеп алыңыз
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын осы жерден жүктеп алыңыз Тотығу фотофосфорлану мен фотофосфорлану арасындағы айырмашылық
