Anahtar Fark – Mitokondri ve Kloroplastlarda Elektron Taşıma Zinciri
Hücresel solunum ve fotosentez, biyosferdeki canlı organizmalara yardımcı olan son derece önemli iki süreçtir. Her iki süreç de bir elektron gradyanı oluşturan elektronların taşınmasını içerir. Bu, ATP sentaz enziminin yardımıyla ATP'nin sentezlenmesinde enerjinin kullanıldığı bir proton gradyanı oluşumuna neden olur. Mitokondride yer alan elektron taşıma zincirine (ETC) 'oksidatif fosforilasyon' denir, çünkü süreç redoks reaksiyonlarından kimyasal enerji kullanır. Buna karşılık, kloroplastta bu işleme ışık enerjisi kullandığı için 'foto-fosforilasyon' adı verilir. Mitokondrideki Elektron Taşıma Zinciri (ETC) ile Kloroplast arasındaki temel fark budur.
Mitokondride Elektron Taşıma Zinciri Nedir?
Mitokondrinin iç zarında meydana gelen elektron taşıma zinciri, elektronların farklı komplekslerin katılımıyla mitokondrinin iç zarı boyunca taşındığı oksidatif fosforilasyon olarak bilinir. Bu, ATP sentezine neden olan bir proton gradyanı yaratır. Enerji kaynağı nedeniyle oksidatif fosforilasyon olarak bilinir: bu, elektron taşıma zincirini çalıştıran redoks reaksiyonlarıdır.
Elektron taşıma zinciri, kompleks I, II, III, IV ve ATP sentaz kompleksi gibi farklı kompleksler içeren birçok farklı protein ve organik molekülden oluşur. Elektronların elektron taşıma zinciri boyunca hareketi sırasında, daha yüksek enerji seviyelerinden daha düşük enerji seviyelerine doğru hareket ederler. Bu hareket sırasında yaratılan elektron gradyanı, H+ iyonlarının iç zar boyunca matristen zarlar arası boşluğa pompalanmasında kullanılan enerjiyi türetir. Bu bir proton gradyanı oluşturur. Elektron taşıma zincirine giren elektronlar, FADH2 ve NADH'den türetilir. Bunlar, glikoliz ve TCA döngüsünü içeren daha önceki hücresel solunum aşamalarında sentezlenir.
Şekil 01: Mitokondride Elektron Taşıma Zinciri
Kompleks I, II ve IV, proton pompaları olarak kabul edilir. Her iki kompleks I ve II, elektronları toplu olarak, elektronları kompleks III'e aktaran Ubiquinone olarak bilinen bir elektron taşıyıcısına geçirir. Elektronların kompleks III boyunca hareketi sırasında, iç zardan zarlar arası boşluğa daha fazla H+ iyonu verilir. Sitokrom C olarak bilinen başka bir mobil elektron taşıyıcısı, daha sonra kompleks IV'e geçirilen elektronları alır. Bu, H+ iyonlarının zarlar arası boşluğa son transferine neden olur. Elektronlar nihayet oksijen tarafından kabul edilir ve daha sonra su oluşturmak için kullanılır. Proton hareket kuvveti gradyanı, ATP'yi sentezleyen ATP sentaz olan son komplekse yöneliktir.
Kloroplastlarda Elektron Taşıma Zinciri Nedir?
Kloroplastın içinde gerçekleşen elektron taşıma zinciri yaygın olarak fotofosforilasyon olarak bilinir. Enerji kaynağı güneş ışığı olduğundan, ADP'nin ATP'ye fosforilasyonu fotofosforilasyon olarak bilinir. Bu süreçte, ışık enerjisi, daha sonra tek yönlü bir modelde daha düşük enerjili bir elektron alıcısına akan yüksek enerjili bir verici elektronun yaratılmasında kullanılır. Elektronların vericiden alıcıya hareketi Elektron Taşıma Zinciri olarak adlandırılır. Fotofosforilasyon iki yoldan olabilir; döngüsel fotofosforilasyon ve döngüsel olmayan fotofosforilasyon.
Şekil 02: Kloroplastta Elektron Taşıma Zinciri
Döngüsel fotofosforilasyon temel olarak elektron akışının fotosistem I olarak bilinen bir pigment kompleksinden başlatıldığı tilakoid zar üzerinde gerçekleşir. Güneş ışığı fotosistem üzerine düştüğünde; ışık emici moleküller ışığı yakalayacak ve fotosistemdeki özel bir klorofil molekülüne iletecektir. Bu, uyarılmaya ve sonunda yüksek enerjili bir elektronun salınmasına yol açar. Bu enerji, bir elektron alıcısından bir sonraki elektron alıcısına bir elektron gradyanında geçirilir ve sonunda daha düşük enerjili bir elektron alıcısı tarafından kabul edilir. Elektronların hareketi, zarlar boyunca H+ iyonlarının pompalanmasını içeren bir proton hareket kuvvetini indükler. Bu, ATP üretiminde kullanılır. Bu işlem sırasında enzim olarak ATP sentaz kullanılır. Döngüsel fotofosforilasyon oksijen veya NADPH üretmez.
Döngüsel olmayan fotofosforilasyonda, iki fotosistemin katılımı gerçekleşir. Başlangıçta, bir su molekülü 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosistem üretmek için parçalanır. II iki elektronu tutar. Fotosistemde bulunan klorofil pigmentleri, ışık enerjisini fotonlar şeklinde emer ve onu bir çekirdek moleküle aktarır. Birincil elektron alıcısı tarafından kabul edilen fotosistemden iki elektron yükseltilir. Döngüsel yolun aksine, iki elektron fotosisteme geri dönmeyecektir. Fotosistemdeki elektron eksikliği, başka bir su molekülünün parçalanmasıyla sağlanacaktır. Fotosistem II'den gelen elektronlar, benzer bir işlemin gerçekleşeceği fotosistem I'e aktarılacaktır. Elektronların bir alıcıdan diğerine akışı, ATP'nin sentezlenmesinde kullanılan bir proton hareket kuvveti olan bir elektron gradyanı yaratacaktır.
Mitokondri ve Kloroplastlardaki ETC Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- ATP sentaz, ETC'de hem mitokondri hem de kloroplast tarafından kullanılır.
- Her ikisinde de 3 ATP molekülü 2 proton tarafından sentezlenir.
Mitokondri ve Kloroplastlardaki Elektron Taşıma Zinciri Arasındaki Fark Nedir?
Mitokondride ETC vs Kloroplastlarda ETC |
|
| Mitokondrinin iç zarında meydana gelen elektron taşıma zinciri, oksidatif fosforilasyon veya Mitokondride Elektron Taşıma Zinciri olarak bilinir. | Kloroplast içinde gerçekleşen elektron taşıma zinciri, fotofosforilasyon veya Kloroplast'taki Elektron Taşıma Zinciri olarak bilinir. |
| Fosforilasyon Türü | |
| Oksidatif fosforilasyon, Mitokondri ETC'sinde meydana gelir. | Foto-fosforilasyon, kloroplastların ETC'sinde gerçekleşir. |
| Enerji kaynağı | |
| ETP'nin mitokondrideki enerji kaynağı redoks reaksiyonlarından elde edilen kimyasal enerjidir.. | Kloroplastlardaki ETC, ışık enerjisini kullanır. |
| Konum | |
| Mitokondrideki ETC mitokondrinin kristasında gerçekleşir. | Kloroplastlardaki ETC, kloroplastın tilakoid zarında gerçekleşir. |
| Ko-enzim | |
| NAD ve FAD, mitokondrinin ETC'sini içerir. | NADP, kloroplastların ETC'sini içerir. |
| Proton Gradyanı | |
| Proton gradyanı, mitokondrinin ETC'si sırasında zarlar arası boşluktan matrise kadar hareket eder. | Proton gradyanı, kloroplastların ETC'si sırasında tilakoid boşluktan kloroplastın stromasına etki eder. |
| Son Elektron Alıcısı | |
| Oksijen, mitokondrideki ETC'nin son elektron alıcısıdır. | Siklik fotofosforilasyonda klorofil ve döngüsel olmayan fotofosforilasyonda NADPH+, kloroplastlardaki ETC'deki son elektron alıcılarıdır. |
Özet – Mitokondride Elektron Taşıma Zinciri ve Kloroplastlar
Kloroplastın tilakoid zarında meydana gelen elektron taşıma zinciri, süreci yürütmek için ışık enerjisi kullanıldığından foto-fosforilasyon olarak bilinir. Mitokondride, elektron taşıma zinciri, glikoliz ve TCA döngüsünden türetilen NADH ve FADH2'den gelen elektronların bir proton gradyanı yoluyla ATP'ye dönüştürüldüğü oksidatif fosforilasyon olarak bilinir. Bu, mitokondrideki ETC ile kloroplastlardaki ETC arasındaki temel farktır. Her iki işlem de ATP sentezi sırasında ATP sentazını kullanır.
Mitokondri ve Kloroplastlardaki Elektron Taşıma Zincirinin PDF Versiyonunu İndirin
Bu makalenin PDF sürümünü indirebilir ve alıntı notuna göre çevrimdışı amaçlarla kullanabilirsiniz. Lütfen PDF sürümünü buradan indirin Mitokondri ve Kloroplastta ETC Arasındaki Fark
