Diferença chave - Cadeia de transporte de elétrons em mitocôndrias vs cloroplastos
Respiração celular e fotossíntese são dois processos extremamente importantes que auxiliam os organismos vivos na biosfera. Ambos os processos envolvem o transporte de elétrons que criam um gradiente de elétrons. Isso causa a formação de um gradiente de prótons pelo qual a energia é utilizada na síntese de ATP com a ajuda da enzima ATP sintase. A cadeia de transporte de elétrons (ETC), que ocorre nas mitocôndrias, é chamada de “fosforilação oxidativa”, uma vez que o processo utiliza energia química de reações redox. Em contraste, no cloroplasto, esse processo é chamado de “fotofosforilação”, pois utiliza energia da luz. Esta é a principal diferença entre a Cadeia de Transporte de Elétrons (ETC) na Mitocôndria e o Cloroplasto.
O que é cadeia de transporte de elétrons nas mitocôndrias?
A cadeia de transporte de elétrons que ocorre na membrana interna da mitocôndria é conhecida como fosforilação oxidativa onde os elétrons são transportados através da membrana interna da mitocôndria com o envolvimento de diferentes complexos. Isso cria um gradiente de prótons que causa a síntese de ATP. É conhecida como fosforilação oxidativa devido à fonte de energia: são as reações redox que conduzem a cadeia de transporte de elétrons.
A cadeia de transporte de elétrons consiste em muitas proteínas e moléculas orgânicas diferentes que incluem diferentes complexos, a saber, complexo I, II, III, IV e complexo ATP sintase. Durante o movimento dos elétrons através da cadeia de transporte de elétrons, eles se movem de níveis de energia mais altos para níveis de energia mais baixos. O gradiente de elétrons criado durante esse movimento deriva energia que é utilizada no bombeamento de íons H+ através da membrana interna da matriz para o espaço intermembranar. Isso cria um gradiente de prótons. Os elétrons que entram na cadeia de transporte de elétrons são derivados de FADH2 e NADH. Estes são sintetizados durante os estágios respiratórios celulares anteriores que incluem a glicólise e o ciclo do TCA.
Figura 01: Cadeia de Transporte de Elétrons nas Mitocôndrias
Os complexos I, II e IV são considerados bombas de prótons. Ambos os complexos I e II coletivamente passam elétrons para um transportador de elétrons conhecido como Ubiquinona que transfere os elétrons para o complexo III. Durante o movimento dos elétrons através do complexo III, mais íons H+ são entregues através da membrana interna para o espaço intermembranar. Outro transportador de elétrons móvel conhecido como Citocromo C recebe os elétrons que são então passados para o complexo IV. Isso causa a transferência final de íons H+ para o espaço intermembranar. Os elétrons são finalmente aceitos pelo oxigênio, que é então utilizado para formar água. O gradiente da força motriz do próton é direcionado para o complexo final que é a ATP sintase que sintetiza o ATP.
O que é cadeia de transporte de elétrons em cloroplastos?
A cadeia de transporte de elétrons que ocorre dentro do cloroplasto é comumente conhecida como fotofosforilação. Como a fonte de energia é a luz solar, a fosforilação de ADP em ATP é conhecida como fotofosforilação. Neste processo, a energia da luz é utilizada na criação de um elétron doador de alta energia que então flui em um padrão unidirecional para um aceptor de elétrons de energia mais baixa. O movimento dos elétrons do doador para o aceptor é referido como cadeia de transporte de elétrons. A fotofosforilação pode ser de duas vias; fotofosforilação cíclica e fotofosforilação não cíclica.
Figura 02: Cadeia de Transporte de Elétrons em Cloroplasto
A fotofosforilação cíclica ocorre basicamente na membrana do tilacóide onde o fluxo de elétrons é iniciado a partir de um complexo de pigmentos conhecido como fotossistema I. Quando a luz solar incide sobre o fotossistema; moléculas absorventes de luz irão capturar a luz e passá-la para uma molécula especial de clorofila no fotossistema. Isso leva à excitação e, eventualmente, à liberação de um elétron de alta energia. Essa energia é passada de um aceptor de elétrons para o próximo aceptor de elétrons em um gradiente de elétrons que é finalmente aceito por um aceptor de elétrons de energia mais baixa. O movimento dos elétrons induz uma força motriz de prótons que envolve o bombeamento de íons H+ através das membranas. Isso é usado na produção de ATP. A ATP sintase é usada como enzima durante este processo. A fotofosforilação cíclica não produz oxigênio ou NADPH.
Na fotofosforilação não cíclica, ocorre o envolvimento de dois fotossistemas. Inicialmente, uma molécula de água é lisada para produzir 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotossistema II mantém os dois elétrons. Os pigmentos de clorofila presentes no fotossistema absorvem a energia luminosa na forma de fótons e a transferem para uma molécula central. Dois elétrons são impulsionados do fotossistema que é aceito pelo aceptor de elétrons primário. Ao contrário da via cíclica, os dois elétrons não retornarão ao fotossistema. O déficit de elétrons no fotossistema será fornecido pela lise de outra molécula de água. Os elétrons do fotossistema II serão transferidos para o fotossistema I, onde ocorrerá um processo semelhante. O fluxo de elétrons de um aceptor para o próximo criará um gradiente de elétrons que é uma força motriz de prótons que é utilizada na síntese de ATP.
Quais são as semelhanças entre ETC em mitocôndrias e cloroplastos?
- ATP sintase é utilizada na ETC tanto pelas mitocôndrias quanto pelos cloroplastos.
- Em ambos, 3 moléculas de ATP são sintetizadas por 2 prótons.
Qual é a diferença entre cadeia de transporte de elétrons em mitocôndrias e cloroplastos?
ETC em Mitocôndrias vs ETC em Cloroplastos |
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| A cadeia de transporte de elétrons que ocorre na membrana interna da mitocôndria é conhecida como fosforilação oxidativa ou Cadeia de Transporte de Elétrons nas Mitocôndrias. | A cadeia de transporte de elétrons que ocorre dentro do cloroplasto é conhecida como fotofosforilação ou Cadeia de Transporte de Elétrons no Cloroplasto. |
| Tipo de Fosforilação | |
| A fosforilação oxidativa ocorre na ETC de Mitocôndrias. | A fotofosforilação ocorre na ETC de cloroplastos. |
| Fonte de energia | |
| Fonte de energia da ETP nas mitocôndrias é a energia química derivada das reações redox.. | ETC em cloroplastos utiliza energia luminosa. |
| Localização | |
| ETC nas mitocôndrias ocorre nas cristas das mitocôndrias. | ETC em cloroplastos ocorre na membrana tilacóide do cloroplasto. |
| Coenzima | |
| NAD e FAD envolvem ETC de mitocôndrias. | NADP envolve ETC de cloroplastos. |
| Gradiente de prótons | |
| O gradiente de prótons atua do espaço intermembranar até a matriz durante a ETC das mitocôndrias. | O gradiente de prótons atua do espaço tilacóide para o estroma do cloroplasto durante a ETC dos cloroplastos. |
| Aceitador de elétrons final | |
| Oxigênio é o aceptor final de elétrons da ETC nas mitocôndrias. | Clorofila na fotofosforilação cíclica e NADPH+ na fotofosforilação não cíclica são os aceptores finais de elétrons na ETC em cloroplastos. |
Resumo – Cadeia de Transporte de Elétron em Mitocôndrias vs Cloroplastos
A cadeia de transporte de elétrons que ocorre na membrana tilacóide do cloroplasto é conhecida como fotofosforilação, pois a energia da luz é utilizada para conduzir o processo. Na mitocôndria, a cadeia de transporte de elétrons é conhecida como fosforilação oxidativa, onde os elétrons do NADH e FADH2 que são derivados da glicólise e do ciclo do TCA são convertidos em ATP através de um gradiente de prótons. Esta é a principal diferença entre a ETC nas mitocôndrias e a ETC nos cloroplastos. Ambos os processos utilizam ATP sintase durante a síntese de ATP.
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