Mitokondrideki kemiozmoz ile kloroplast arasındaki temel fark, mitokondriyal kemiozmozda enerji kaynağının besin molekülleri olması, kloroplasttaki kemiozmozun enerji kaynağının ise bir ışık kaynağı tarafından alınmasıdır.
Chemiosmosis, iyonların biyolojik yarı geçirgen bir zarın bir tarafından diğerine elektrokimyasal bir gradyan boyunca hareketidir. Gradyan, zara gömülü proteinlerin yardımıyla iyonların pasif olarak geçmesine izin verir. Bu, iyonların daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük konsantrasyonlu bir alana hareket etmesine yardımcı olur. Bu süreç ozmoza benzer, ancak iyonların bir gradyan yoluyla zarlar boyunca hareket etmesini içerir.
Mitokondride Kemiozmoz Nedir?
Mitokondride kemiyomoz, protonların mitokondri zarlarındaki özel kanallar aracılığıyla iç zardan dış zara pompalanmasıdır. Bu işlem sırasında elektron taşıyıcıları, NADH ve FADH, elektron taşıma zincirine elektron bağışlar. Bu elektronlar, seçici geçirgen bir zar boyunca H+ iyonlarını pompalamak için proteinlerde konformasyonel değişiklikler yaparlar. H+ iyonlarının membran boyunca eşit olmayan dağılımı, konsantrasyon ve elektrokimyasal gradyanda bir farklılığa neden olur. Bu nedenle, pozitif yüklü hidrojen iyonları zarın bir tarafında hareket eder ve toplanır. Birçok iyon, iyon kanallarının yardımıyla fosfolipid zarların polar olmayan bölgelerinden geçer. Bu, matristeki hidrojen iyonlarının ATP sentaz adı verilen bir zar proteini yardımıyla iç mitokondriyal zardan geçmesine neden olur. Bu protein, ADP'ye bir fosfat ekleyerek ATP'yi oluşturmak için hidrojen iyonu gradyanındaki potansiyel enerjiyi kullanır.
Şekil 01: Mitokondride Kemiozmoz
Chemiosmosis, aerobik glikoz katabolizması sırasında ATP'nin çoğunu üretir. Kemiozmoz kullanılarak mitokondride ATP üretimi oksidatif fosforilasyon olarak bilinir. Bu sürecin sonunda elektronlar, oksijen moleküllerini oksijen iyonlarına indirgemeye yardımcı olur. Oksijen üzerindeki ekstra elektronlar, su oluşturmak için H+ iyonlarıyla etkileşime girer.
Kloroplastta Kemiozmoz Nedir?
Kloroplastlardaki kemiyomoz, bitkilerde ATP üretimi için protonların hareketidir. Kloroplastta kemiozmoz tilakoidde gerçekleşir. Thylakoid ışığı toplar ve fotosentez sırasında ışık reaksiyonlarının yeri olarak hizmet eder. Işık reaksiyonları kemiozmoz yoluyla ATP üretir. Fotosistem II'nin anten kompleksi, fotonları güneş ışığında alır. Bu, elektronları daha yüksek bir enerji seviyesine uyarır. Elektronlar daha sonra elektron taşıma zincirinden aşağı taşınır ve protonları tilakoid zar boyunca aktif olarak tilakoid lümenine pompalar.
Şekil 02: Kloroplastta Kemiozmoz
Bir enzim ATP sentazın yardımıyla, protonlar bir elektrokimyasal gradyandan aşağı akar. Bu, ADP'nin ATP'ye fosforilasyonu ile ATP üretir. İlk ışık reaksiyonundan gelen bu elektronlar, fotosistem I'e ulaşır ve daha sonra ışık enerjisi ile daha yüksek bir enerji seviyesine ulaşır ve bir elektron alıcısı tarafından alınır. Bu, NADP+'ı NADPH'ye düşürür. Protonlara ve oksijene ayrılan suyun oksidasyonu, fotosistem II'den kaybolan elektronların yerini alır. Bir oksijen molekülü üretmek için fotosistem I ve II en az on fotonu emer. Burada dört elektron fotosistemlerde hareket eder ve iki NAPDH molekülü oluşturur.
Mitokondrideki Kemiozmoz ve Kloroplast Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Mitokondri ve kloroplasttaki kemiyomoz aynı teoriye sahiptir – iyonları yarı geçirgen bir zar boyunca elektrokimyasal bir gradyan aşağı doğru hareket ettirmek.
- Her ikisi de kemiozmoz süreci için yüksek enerji kaynakları kullanır.
- Hidrojen iyonları veya protonlar zarlardan yayılır.
- Her ikisi de ATP üretir.
- Ayrıca, her ikisi de zar proteinlerini ve enzim ATP sentazını kullanır.
Mitokondrideki Kemiozmoz ve Kloroplast Arasındaki Fark Nedir?
Mitokondriyal kemiozmozda enerji kaynağı besin molekülleri iken, kloroplasttaki kemiozmozun enerji kaynağı güneş ışığıdır. Dolayısıyla, mitokondri ve kloroplasttaki kemiozmoz arasındaki temel fark budur. Ayrıca, mitokondride, iç mitokondriyal zar boyunca kemiozmoz meydana gelirken, kloroplastta kemiozmoz tilakoid lümeninde gerçekleşir. Ayrıca mitokondride ATP mitokondri matrisinde üretilirken kloroplastta ATP tilakoidin dışında üretilir.
Aşağıdaki infografik, mitokondri ve kloroplasttaki kemiozmoz arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo halinde sunar.
Özet – Mitokondri ve Kloroplast'ta Kemiozmoz
Chemiosmosis, iyonların biyolojik yarı geçirgen zarın bir tarafından diğerine elektrokimyasal bir gradyan boyunca hareketidir. Mitokondride kemiozmoz, protonların mitokondri zarlarındaki özel kanallardan iç zardan dış zara pompalanmasıdır. Kloroplastlardaki kemiozmoz, bitkilerde ATP üretimi için protonların hareketidir. Kloroplastta, tilakoidde kemiozmoz gerçekleşir. Her iki süreç de enerji kullanarak ATP üretmeyi içerir. Mitokondride, enerji kaynağı gıda moleküllerinin metabolizması sırasında redoks reaksiyonundan, kloroplastta ise enerji kaynağı ışıktır. Bu, mitokondri ve kloroplasttaki kemiozmoz arasındaki farkı özetler.
