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 en la síntesis de ATP con la ayuda de la enzima ATP sintasa.. La cadena de transporte de electrones (ETC), que tiene lugar en la mitocondria, se denomina 'oxidativa fosforilación ya que el proceso utiliza energía química de reacciones redox. Por el contrario, en el cloroplasto este proceso se llama "foto-fosforilación", ya que utiliza energía de la luz.. Este es el diferencia clave entre la cadena de transporte de electrones (ETC) en las mitocondrias y el cloroplasto.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias?
3. ¿Qué es la cadena de transporte de electrones en los cloroplastos?
4. Similitudes entre ETC en mitocondrias y cloroplastos
5. Comparación 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 se produce 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: es la reacción redox que impulsa la cadena de transporte de electrones..

La cadena de transporte de electrones consta de muchas proteínas y moléculas orgánicas diferentes que incluyen complejos diferentes, a saber, complejos I, II, III, IV y ATP sintasas. Durante el movimiento de electrones a través de la cadena de transporte de electrones, se mueven desde 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 para bombear H⁺ Iones a través de la membrana interna desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Esto crea un gradiente de protones. Los electrones que entran en la cadena de transporte de electrones se derivan de FADH2 y NADH. Estos se sintetizan durante etapas respiratorias celulares anteriores que incluyen la glucólisis y el ciclo de TCA..

Figura 01: Cadena de transporte de electrones en las mitocondrias

Los complejos I, II y IV son considerados como bombas de protones. Ambos complejos I y 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 envían a través de la membrana interna al espacio intermembrana. Otro portador de electrones móvil conocido como Citocromo C recibe los electrones que luego pasan al complejo IV. Esto provoca la transferencia final de H⁺ Iones en el espacio intermembrana. Los electrones son finalmente aceptados por el oxígeno que luego se utiliza para formar agua. El gradiente de fuerza motriz protónica se dirige hacia el complejo final que es la ATP sintasa que sintetiza ATP..

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

La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce comúnmente como fotofosforilación. Como la fuente de energía es la luz solar, la fosforilación de ADP a ATP se conoce como fotofosforilación. En este proceso, la energía luminosa se utiliza en la creación de un electrón donador de alta energía que luego fluye en un patrón unidireccional hacia un aceptor de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones desde el donante al aceptor se denomina 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 tilacoide donde el flujo de electrones se inicia desde un complejo de pigmento conocido como fotosistema I. Cuando la luz del sol cae sobre el fotosistema; Las moléculas que absorben la 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 pasa de un aceptador de electrones al siguiente aceptor de electrones en un gradiente de electrones que finalmente es aceptado por un aceptador de electrones de energía más baja. El movimiento de los electrones induce una fuerza motriz protónica que implica el bombeo de H⁺ Iones a través de las membranas. Esto se utiliza en la producción de ATP. ATP sintasa se utiliza como la enzima durante este proceso. La fotofosforilación cíclica no produce oxígeno o NADPH.

En fotofosforilación no cíclica, Se produce la implicación de dos fotosistemas. Inicialmente, se lisa una molécula de agua para producir 2H.⁺ + 1 / 2O₂ + 2e^-. El fotosistema II mantiene los dos electrones. Los pigmentos de clorofila presentes en el fotosistema absorben la energía de la luz en forma de fotones y la transfieren a una molécula central. Dos electrones son impulsados ​​desde el fotosistema que es aceptado por el aceptador de electrones primario. A diferencia de la ruta cíclica, los dos electrones no regresarán al fotosistema. El déficit de electrones en el fotosistema será provisto por la lisis de otra molécula de agua. Los electrones del fotosistema II se transferirán al fotosistema I, donde se llevará a cabo un proceso similar. El flujo de electrones de un aceptor a otro creará un gradiente de electrones que es una fuerza motriz de protones que se utiliza para sintetizar ATP..

¿Cuáles son las similitudes entre la ETC en las mitocondrias y cloroplastos??

• La ATP sintasa se utiliza en ETC por mitocondrias y cloroplastos.
• En ambos, 3 moléculas de ATP son sintetizadas por 2 protones..

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

ETC en Mitocondria vs ETC en cloroplastos
La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa o cadena de transporte de electrones en las mitocondrias..	La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce como fotofosforilación o la cadena de transporte de electrones en el cloroplasto..
Tipo de fosforilación
La fosforilación oxidativa se produce en la ETC de las mitocondrias.	La foto-fosforilación ocurre en ETC de cloroplastos..
Fuente de energía
La fuente de energía de ETP en las mitocondrias es la energía química derivada de las reacciones redox ...	ETC en cloroplastos utiliza energía luminosa..
Ubicación
ETC en las mitocondrias se lleva a cabo en las crestas de las mitocondrias.	La ETC en los cloroplastos tiene lugar en la membrana tilacoide del cloroplasto..
Coenzima
NAD y FAD participan en ETC de mitocondrias.	NADP participa en ETC de cloroplastos..
Gradiente de protones
El gradiente de protones actúa desde el espacio intermembrana hasta la matriz durante el ETC de las mitocondrias.	El gradiente de protones actúa desde el espacio tilacoideo hasta el estroma del cloroplasto durante el ETC de los cloroplastos..
Aceptador final de electrones
El oxígeno es el aceptor final de electrones de la ETC en las mitocondrias..	La clorofila en la fotofosforilación cíclica y el NADPH + en la fotofosforilación no cíclica son los aceptadores de electrones finales en ETC en los cloroplastos..

Resumen - Electron Cadena de transporte en mitocondrias vs cloroplastos 

La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana tilacoide del cloroplasto se conoce como foto-fosforilación, ya que la energía de la luz se utiliza para impulsar el proceso. En la mitocondria, 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 de TCA se convierten en ATP a través de un gradiente de protones. Esta es la diferencia clave entre el ETC en las mitocondrias y el ETC en los 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. "Papel de la cadena de transporte de electrones de los cloroplastos en un estallido oxidativo de la interacción entre Erwinia amylovora y las células huésped". Investigación de la 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., Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos, 1 de enero de 1970. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1. 'Cadena de transporte de electrones mitocondrial' Por usuario: Rozzychan (CC BY-SA 2.5) vía Commons Wikimedia 
2.'Thylakoid membrana 3'By Somepics - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) vía Commons Wikimedia