ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเคมีบำบัดในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสคือในไมโตคอนเดรีย เคมีโอโมซิส แหล่งพลังงานคือโมเลกุลของอาหาร ในขณะที่แหล่งกำเนิดแสงรับแหล่งพลังงานสำหรับเคมีโอโมซิสในคลอโรพลาสต์
เคมีออสโมซิสคือการเคลื่อนที่ของไอออนจากด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ซึมผ่านได้ทางชีวภาพไปยังอีกด้านหนึ่งผ่านไล่ระดับเคมีไฟฟ้า การไล่ระดับช่วยให้ไอออนผ่านไปอย่างเงียบๆ ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนที่ฝังอยู่ในเมมเบรน ซึ่งจะช่วยให้ไอออนเคลื่อนจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า กระบวนการนี้คล้ายกับการออสโมซิส แต่มันเกี่ยวข้องกับไอออนที่เคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนผ่านการไล่ระดับ
เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรียคืออะไร
เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรียคือการสูบฉีดโปรตอนผ่านช่องทางพิเศษในเยื่อหุ้มของไมโตคอนเดรียจากเยื่อหุ้มชั้นในไปยังเยื่อหุ้มชั้นนอก ในระหว่างกระบวนการนี้ ตัวพาอิเล็กตรอน NADH และ FADH จะบริจาคอิเล็กตรอนให้กับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านี้ทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโปรตีนเพื่อให้พวกมันปั๊มไอออน H+ ผ่านเมมเบรนที่ดูดซึมได้ การกระจายตัวของไอออน H+ ที่ไม่สม่ำเสมอทั่วเมมเบรนทำให้เกิดความแตกต่างในความเข้มข้นและการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า ดังนั้นไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุบวกจะเคลื่อนที่และรวมตัวกันที่ด้านหนึ่งของเมมเบรน ไอออนจำนวนมากเคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่ไม่มีขั้วของเยื่อหุ้มฟอสโฟลิปิดด้วยความช่วยเหลือของช่องไอออน สิ่งนี้ทำให้ไฮโดรเจนไอออนในเมทริกซ์ผ่านเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นในด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนเมมเบรนที่เรียกว่า ATP synthase โปรตีนนี้ใช้พลังงานศักย์ในการไล่ระดับไฮโดรเจนไอออนเพื่อเพิ่มฟอสเฟตให้กับ ADP ทำให้เกิด ATP
รูปที่ 01: เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรีย
เคมีออสโมซิสสร้าง ATP ส่วนใหญ่ในระหว่างการแคแทบอลิซึมกลูโคสแบบแอโรบิก การผลิตเอทีพีในไมโตคอนเดรียโดยใช้เคมีโอโมซิสเรียกว่าฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน ในตอนท้ายของกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนช่วยลดโมเลกุลของออกซิเจนให้เป็นไอออนของออกซิเจน อิเล็กตรอนส่วนเกินบนออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับไอออน H+ เพื่อสร้างน้ำ
เคมีออสโมซิสในคลอโรพลาสต์คืออะไร
เคมีออสโมซิสในคลอโรพลาสต์คือการเคลื่อนที่ของโปรตอนเพื่อผลิตเอทีพีในพืช ในคลอโรพลาสต์ เคมีออสโมซิสเกิดขึ้นในไทลาคอยด์ ไทลาคอยด์เก็บเกี่ยวแสงและทำหน้าที่เป็นตำแหน่งสำหรับปฏิกิริยาของแสงระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ปฏิกิริยาแสงสร้าง ATP โดยเคมีโอโมซิสคอมเพล็กซ์เสาอากาศของระบบภาพถ่าย II รับโฟตอนในแสงแดด สิ่งนี้กระตุ้นอิเล็กตรอนให้อยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น จากนั้นอิเล็กตรอนจะเคลื่อนตัวผ่านห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ปั๊มโปรตอนอย่างแข็งขันผ่านเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ไปยังลูเมนของไทลาคอยด์
รูปที่ 02: เคมีออสโมซิสในคลอโรพลาสต์
ด้วยความช่วยเหลือของเอ็นไซม์ ATP synthase โปรตอนจะไหลลงมาตามไล่ระดับเคมีไฟฟ้า สิ่งนี้สร้าง ATP โดย phosphorylation ของ ADP เป็น ATP อิเล็กตรอนเหล่านี้จากปฏิกิริยาแสงแรกไปถึงระบบภาพถ่าย I จากนั้นถึงระดับพลังงานที่สูงขึ้นด้วยพลังงานแสงและจะได้รับโดยตัวรับอิเล็กตรอน ซึ่งจะช่วยลด NADP+ เป็น NADPH ออกซิเดชันของน้ำ ซึ่งแยกออกเป็นโปรตอนและออกซิเจน แทนที่อิเล็กตรอนที่สูญเสียไปจากระบบแสง IIเพื่อที่จะสร้างออกซิเจนหนึ่งโมเลกุล ระบบภาพถ่าย I และ II จะดูดซับโฟตอนอย่างน้อยสิบโฟตอน ที่นี่อิเล็กตรอนสี่ตัวเคลื่อนที่ผ่านระบบภาพถ่ายและสร้างโมเลกุล NAPDH สองตัว
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง Chemiosmosis ในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์คืออะไร
- เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มีทฤษฎีเดียวกัน – เพื่อเคลื่อนไอออนผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านลงไปตามระดับเคมีไฟฟ้า
- ทั้งสองใช้แหล่งพลังงานสูงสำหรับกระบวนการเคมีบำบัด
- ไฮโดรเจนไอออนหรือโปรตอนแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
- สร้าง ATP ทั้งคู่
- ยิ่งกว่านั้น ทั้งใช้โปรตีนเมมเบรนและเอนไซม์ ATP synthase
ความแตกต่างระหว่างเคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์คืออะไร
ใน mitochondrial chemiosmosis แหล่งพลังงานคือโมเลกุลของอาหาร ในขณะที่แหล่งพลังงานสำหรับ chemiosmosis ในคลอโรพลาสต์คือแสงแดดดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเคมีโอโมซิสในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ ยิ่งไปกว่านั้น ในไมโตคอนเดรีย เคมีโอโมซิสเกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นใน ในขณะที่ในคลอโรพลาสต์ เคมีออสโมซิสจะเกิดขึ้นในลูเมนไทลาคอยด์ นอกจากนี้ ในไมโตคอนเดรีย ATP จะถูกสร้างขึ้นในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรีย ในขณะที่ในคลอโรพลาสต์ ATP จะถูกสร้างขึ้นนอกไทลาคอยด์
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างเคมีโอโมซิสในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรีย vs คลอโรพลาสต์
เคมีออสโมซิสคือการเคลื่อนที่ของไอออนจากด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ซึมผ่านได้ทางชีวภาพไปยังอีกด้านหนึ่งผ่านไล่ระดับเคมีไฟฟ้า เคมีออสโมซิสในไมโตคอนเดรียคือการสูบฉีดโปรตอนผ่านช่องทางพิเศษในเยื่อหุ้มของไมโตคอนเดรียจากเยื่อหุ้มชั้นในไปยังเยื่อหุ้มชั้นนอก เคมีออสโมซิสในคลอโรพลาสต์คือการเคลื่อนที่ของโปรตอนเพื่อผลิตเอทีพีในพืชในคลอโรพลาสต์ เคมีโอโมซิสเกิดขึ้นในไทลาคอยด์ กระบวนการทั้งสองเกี่ยวข้องกับการสร้าง ATP โดยใช้พลังงาน ในไมโตคอนเดรีย แหล่งพลังงานมาจากปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างเมแทบอลิซึมของโมเลกุลอาหาร ในขณะที่คลอโรพลาสต์ แหล่งพลังงานนั้นเบา ดังนั้น นี่จึงสรุปความแตกต่างระหว่างเคมีโอโมซิสในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์