Tofauti kuu kati ya kemia katika mitochondria na kloroplast ni kwamba katika chemiosmosis ya mitochondrial, chanzo cha nishati ni molekuli za chakula, wakati chanzo cha nishati cha chemiosmosis katika kloroplast hupokelewa na chanzo cha mwanga.
Kemiosmosis ni uhamishaji wa ayoni kutoka upande mmoja wa utando wa kibayolojia unaoweza kupenyeza hadi mwingine kupitia upinde rangi wa kielektroniki. Gradient inaruhusu ions kupita passively kwa usaidizi wa protini zilizowekwa kwenye membrane. Hii husaidia ioni kusonga kutoka eneo la mkusanyiko wa juu hadi eneo la mkusanyiko wa chini. Utaratibu huu ni sawa na osmosis, lakini unahusisha ayoni zinazosonga kwenye utando kupitia upinde rangi.
Chemiosmosis katika Mitochondria ni nini?
Chemiosmosis katika mitochondria ni kusukuma kwa protoni kupitia njia maalum katika utando wa mitochondria kutoka kwa utando wa ndani hadi kwenye utando wa nje. Wakati wa mchakato huu, wabebaji wa elektroni, NADH na FADH, hutoa elektroni kwa mnyororo wa usafirishaji wa elektroni. Elektroni hizi hufanya mabadiliko yanayofanana katika protini ili ziweze kusukuma ioni za H+ kwenye utando unaoweza kupenyeka kwa hiari. Usambazaji usio sawa wa ioni za H+ kwenye membrane husababisha tofauti katika mkusanyiko na upinde rangi wa kielektroniki. Kwa hiyo, ioni za hidrojeni zenye chaji chanya husogea na kujumlisha upande mmoja wa utando. Ioni nyingi hupitia maeneo yasiyo ya polar ya membrane ya phospholipid kwa usaidizi wa njia za ioni. Hii husababisha ayoni za hidrojeni kwenye tumbo kupita kwenye utando wa ndani wa mitochondrial kwa usaidizi wa protini ya utando iitwayo ATP synthase. Protini hii hutumia nishati inayoweza kutokea katika upinde rangi wa ioni ya hidrojeni ili kuongeza fosfati kwenye ADP, na kutengeneza ATP.
Kielelezo 01: Kemiosmosis katika Mitochondria
Kemiosmosis huzalisha ATP nyingi wakati wa ukataboli wa glukosi ya aerobic. Uzalishaji wa ATP katika mitochondria kwa kutumia chemiosmosis inajulikana kama phosphorylation oxidative. Mwishoni mwa mchakato huu, elektroni husaidia kupunguza molekuli za oksijeni kwa ioni za oksijeni. Elektroni za ziada kwenye oksijeni huingiliana na ioni za H+ kuunda maji.
Chemiosmosis katika Chloroplast ni nini?
Chemiosmosis katika kloroplast ni mwendo wa protoni kwa ajili ya utengenezaji wa ATP kwenye mimea. Katika kloroplast, chemiosmosis hufanyika kwenye thylakoid. Thylakoid huvuna mwanga na hutumika kama mahali pa athari za mwanga wakati wa photosynthesis. Athari za mwanga huzalisha ATP kwa chemiosmosis. Mchanganyiko wa antena wa mfumo wa picha II hupokea fotoni kwenye mwanga wa jua. Hii inasisimua elektroni kwa kiwango cha juu cha nishati. Kisha elektroni husafirishwa kwenda chini kupitia mnyororo wa usafiri wa elektroni, zikisukuma protoni kikamilifu kuvuka utando wa thylakoid hadi kwenye lumen ya thylakoid.
Kielelezo 02: Kemiosmosis katika Chloroplast
Kwa usaidizi wa kimeng'enya cha ATP synthase, protoni hutiririka chini ya kipenyo cha kielektroniki. Hii inazalisha ATP kwa phosphorylation ya ADP hadi ATP. Elektroni hizi kutoka kwa mmenyuko wa kwanza wa mwanga hufikia mfumo wa picha I na kisha kufikia kiwango cha juu cha nishati kwa nishati ya mwanga na hupokelewa na kipokezi cha elektroni. Hii inapunguza NADP+ hadi NADPH. Uoksidishaji wa maji, ambayo hugawanyika katika protoni na oksijeni, huchukua nafasi ya elektroni zinazopotea kutoka kwa mfumo wa picha II. Ili kutokeza molekuli moja ya oksijeni, mifumo ya picha ya I na II inachukua angalau fotoni kumi. Hapa, elektroni nne husogea kwenye mifumo ya picha na kutoa molekuli mbili za NAPDH.
Ni Tofauti Gani Zinazofanana Kati ya Kemiosmosis katika Mitochondria na Chloroplast?
- Kemiosmosisi katika mitochondria na kloroplast zina nadharia sawa - kusogeza ayoni kwenye utando unaopitisha maji chini ya kipenyo cha kielektroniki.
- Zote mbili hutumia vyanzo vya juu vya nishati kwa mchakato wa chemiosmosis.
- Ioni za hidrojeni au protoni husambaa kupitia utando.
- Zote zinazalisha ATP.
- Aidha, zote mbili hutumia protini za utando na kimeng'enya cha ATP synthase.
Kuna tofauti gani kati ya Kemia katika Mitochondria na Chloroplast?
Katika chemiosmosis ya mitochondrial, chanzo cha nishati ni molekuli za chakula, wakati chanzo cha nishati cha chemiosmosis katika kloroplast ni mwanga wa jua. Kwa hivyo, hii ndiyo tofauti kuu kati ya chemiosmosis katika mitochondria na kloroplast. Zaidi ya hayo, katika mitochondria, kemia hutokea kwenye utando wa ndani wa mitochondrial ambapo, katika kloroplast, kemia hufanyika kwenye lumen ya thylakoid. Pia, katika mitochondria, ATP inatolewa katika tumbo la mitochondria, huku katika kloroplast, ATP inatolewa nje ya thylakoid.
Infografia iliyo hapa chini inawasilisha tofauti kati ya kemia katika mitochondria na kloroplast katika umbo la jedwali kwa kulinganisha bega kwa bega.
Muhtasari – Kemiosmosis katika Mitochondria dhidi ya Chloroplast
Kemiosmosis ni usogeaji wa ayoni kutoka upande mmoja wa utando wa kibayolojia unaoweza kupita kiasi hadi mwingine kupitia upinde rangi wa kielektroniki. Kemiosmosis katika mitochondria ni kusukuma kwa protoni kupitia njia maalum katika utando wa mitochondria kutoka kwa utando wa ndani hadi kwenye utando wa nje. Kemiosmosis katika kloroplasts ni harakati ya protoni kwa ajili ya uzalishaji wa ATP katika mimea. Katika kloroplast, chemiosmosis hufanyika katika thylakoid. Michakato yote miwili inahusisha kuzalisha ATP kwa kutumia nishati. Katika mitochondria, chanzo cha nishati kinatokana na mmenyuko wa redox wakati wa kimetaboliki ya molekuli za chakula, wakati katika kloroplast, chanzo cha nishati ni nyepesi. Kwa hivyo, hii ni muhtasari wa tofauti kati ya kemia katika mitochondria na kloroplast.
