Diferencia entre la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias y los cloroplastos

Diferencia clave - Electrón Cadena de transporte en mitocondrias vs cloroplastos
 

La respiración celular y la fotosíntesis son dos procesos extremadamente importantes que ayudan a los organismos vivos en la biosfera. Ambos procesos implican el transporte de electrones que crean un gradiente de electrones. Esto provoca la formación de un gradiente de protones por el cual se utiliza la energía al sintetizar ATP con la ayuda de la enzima ATP sintasa. Cadena de transporte de electrones (etc.), que tiene lugar en las mitocondrias se llama 'oxidativa fosforilación ' Dado que el proceso utiliza energía química a partir de reacciones redox. Por el contrario, en el cloroplasto este proceso se llama 'fotofosforilación' ya que utiliza energía de la luz. Este es el diferencia clave entre la cadena de transporte de electrones (etc.) en mitocondrias y cloroplasto.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias?
3. ¿Qué es la cadena de transporte de electrones en cloroplastos?
4. Similitudes entre etc. en mitocondrias y cloroplastos
5. Comparación de lado a lado: cadena de transporte de electrones en mitocondrias frente a cloroplastos en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias??

La cadena de transporte de electrones que ocurre en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa donde los electrones se transportan a través de la membrana interna de las mitocondrias con la participación de diferentes complejos. Esto crea un gradiente de protones que causa la síntesis de ATP. Se conoce como fosforilación oxidativa debido a la fuente de energía: son las reacciones redox que impulsa la cadena de transporte de electrones.

La cadena de transporte de electrones consiste en muchas proteínas y moléculas orgánicas diferentes que incluyen diferentes complejos, a saber, complejo complejo I, II, III, IV y ATP sintasa. Durante el movimiento de electrones a través de la cadena de transporte de electrones, se mueven de niveles de energía más altos a niveles de energía más bajos. El gradiente de electrones creado durante este movimiento deriva la energía que se utiliza en el bombeo H⁺ iones a través de la membrana interna desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Esto crea un gradiente de protones. Los electrones que ingresan a la cadena de transporte de electrones se derivan de FADH2 y NADH. Estos se sintetizan durante las etapas respiratorias celulares anteriores que incluyen glucólisis y ciclo TCA.

Figura 01: cadena de transporte de electrones en mitocondrias

Los complejos I, II y IV se consideran bombas de protones. Tanto los complejos I como II pasan colectivamente electrones a un portador de electrones conocido como ubiquinona que transfiere los electrones al complejo III. Durante el movimiento de electrones a través del complejo III, más H⁺ Los iones se entregan a través de la membrana interna hasta el espacio intermembrana. Otro portador de electrones móvil conocido como citocromo C recibe los electrones que luego pasan al complejo IV. Esto causa la transferencia final de H⁺ iones en el espacio intermembrana. Los electrones finalmente son aceptados por oxígeno que luego se utiliza para formar agua.  El gradiente de la fuerza de motivo de protones se dirige hacia el complejo final que es la ATP sintasa que sintetiza ATP.

¿Qué es la cadena de transporte de electrones en cloroplastos??

La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce comúnmente como fotofosforilación.  Dado que la fuente de energía es la luz solar, la fosforilación de ADP a ATP se conoce como fotofosforilación. En este proceso, la energía de la luz se utiliza en la creación de un electrón de donantes de alta energía que luego fluye en un patrón unidireccional a un aceptador de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones del donante al aceptador se conoce como cadena de transporte de electrones. La fotofosforilación puede ser de dos vías; fotofosforilación cíclica y fotofosforilación no cíclica.

Figura 02: cadena de transporte de electrones en cloroplasto

Fotofosforilación cíclica ocurre básicamente en la membrana tilacoidea donde el flujo de electrones se inicia a partir de un complejo de pigmento conocido como fotosistema I. Cuando la luz solar cae sobre el fotosistema; Las moléculas de absorción de luz capturarán la luz y la pasarán a una molécula de clorofila especial en el fotosistema. Esto conduce a la excitación y finalmente a la liberación de un electrón de alta energía. Esta energía se pasa de un aceptador de electrones al siguiente aceptador de electrones en un gradiente de electrones que finalmente es aceptado por un aceptador de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones induce una fuerza motriz de protones que implica el bombeo de H⁺ iones a través de las membranas. Esto se usa en la producción de ATP. La ATP sintasa se usa como enzima durante este proceso. La fotofosforilación cíclica no produce oxígeno o NADPH.

En fotofosforilación no cíclica, Se produce la participación de dos fotosistemas. Inicialmente, una molécula de agua se lanza para producir 2H⁺ + 1/2O₂ + 2E^-. Photosystem II mantiene los dos electrones. Los pigmentos de clorofila presentes en el fotosistema absorben energía de la luz en forma de fotones y la transfieren a una molécula central. Dos electrones se aumentan desde el fotosistema que es aceptado por el aceptador de electrones primarios. A diferencia de la vía cíclica, los dos electrones no volverán al fotosistema. El déficit de electrones en el fotosistema se proporcionará mediante la lisis de otra molécula de agua. Los electrones de Photosistema II se transferirán al fotosistema I donde tendrá lugar un proceso similar.  El flujo de electrones de un aceptador a otro creará un gradiente de electrones que es una fuerza de motivo de protones que se utiliza para sintetizar ATP.

¿Cuáles son las similitudes entre etc. en mitocondrias y cloroplastos??

• La ATP sintasa se utiliza en etc. tanto por mitocondrias como por cloroplasto.
• En ambas, 3 moléculas ATP son sintetizadas por 2 protones.

¿Cuál es la diferencia entre la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias y los cloroplastos??

Resumen -Electrón Cadena de transporte en mitocondrias vs cloroplastos 

La cadena de transporte de electrones que ocurre en la membrana tilacoidea del cloroplasto se conoce como fotofosforilación, ya que se utiliza la energía de la luz para impulsar el proceso. En las mitocondrias, la cadena de transporte de electrones se conoce como fosforilación oxidativa donde los electrones de NADH y FADH2 que se derivan de la glucólisis y el ciclo TCA se convierte en ATP a través de un gradiente de protones.  Esta es la diferencia clave entre etc en las mitocondrias y etc. en cloroplastos. Ambos procesos utilizan ATP sintasa durante la síntesis de ATP.

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Referencia:

1."Fosforilación oxidativa | Biología." Academia Khan. Disponible aquí 
2.Abdollahi, Hamid, et al. “Paper de la cadena de transporte de electrones de los cloroplastos en una explosión oxidativa de interacción entre Erwinia amylovora y las células huésped."Investigación de fotosíntesis, vol. 124, no. 2, 2015, PP. 231-242., doi: 10.1007/S11120-015-0127-8.
3. Alberts, Bruce. "Conversión de energía: mitocondrias y cloroplastos." Biología molecular de la célula. 4ª edición., U.S. Biblioteca Nacional de Medicina, 1 de enero. 1970. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1.'Cadena de transporte de electrones mitocondriales' por usuario: Rozzychan (CC BY-SA 2.5) Vía Commons Wikimedia 
2.'Membrana tilacoide 3'by SomePics - Trabajo propio (CC By -SA 4.0) a través de Commons Wikimedia