Diferença chave - Fosforilação oxidativa vs Fotofosforilação
Adenosina Tri-Fosfato (ATP) é um fator importante para a sobrevivência e função dos organismos vivos. ATP é conhecido como a moeda universal de energia da vida. A produção de ATP dentro do sistema vivo ocorre de várias maneiras. A fosforilação oxidativa e a fotofosforilação são dois mecanismos principais que produzem a maior parte do ATP celular dentro de um sistema vivo. A fosforilação oxidativa utiliza o oxigênio molecular durante a síntese de ATP e ocorre perto das membranas das mitocôndrias, enquanto a fotofosforilação utiliza a luz solar como fonte de energia para a produção de ATP e ocorre na membrana tilacóide do cloroplasto. A principal diferença entre a fosforilação oxidativa e a fotofosforilação é que a produção de ATP é impulsionada pela transferência de elétrons para o oxigênio na fosforilação oxidativa, enquanto a luz solar impulsiona a produção de ATP na fotofosforilação.
O que é Fosforilação Oxidativa?
A fosforilação oxidativa é a via metabólica que produz ATP usando enzimas com a presença de oxigênio. É o estágio final da respiração celular dos organismos aeróbicos. Existem dois processos principais de fosforilação oxidativa; cadeia de transporte de elétrons e quimiosmose. Na cadeia de transporte de elétrons, facilita reações redox que envolvem muitos intermediários redox para conduzir o movimento de elétrons de doadores de elétrons para aceptores de elétrons. A energia derivada dessas reações redox é usada para produzir ATP na quimiosmose. No contexto dos eucariotos, a fosforilação oxidativa é realizada em diferentes complexos proteicos dentro da membrana interna da mitocôndria. No contexto dos procariontes, essas enzimas estão presentes no espaço intermembranar da célula.
As proteínas que estão envolvidas na fosforilação oxidativa estão ligadas entre si. Em eucariotos, cinco complexos proteicos principais são utilizados durante a cadeia de transporte de elétrons. O aceptor final de elétrons da fosforilação oxidativa é o oxigênio. Ele aceita um elétron e reduz para formar água. Assim, o oxigênio deve estar presente para produzir ATP pela fosforilação oxidativa.
Figura 01: Fosforilação Oxidativa
A energia que é liberada durante o fluxo de elétrons através da cadeia é utilizada no transporte de prótons através da membrana interna da mitocôndria. Essa energia potencial é direcionada para o complexo proteico final que é a ATP sintase para produzir ATP. A produção de ATP ocorre no complexo ATP sintase. Catalisa a adição do grupo fosfato ao ADP e facilita a formação de ATP. A produção de ATP usando a energia liberada durante a transferência de elétrons é conhecida como quimiosmose.
O que é Fotofosforilação?
No contexto da fotossíntese, o processo que fosforila ADP em ATP usando a energia da luz solar é chamado de fotofosforilação. Nesse processo, a luz solar ativa diferentes moléculas de clorofila para criar um doador de elétrons de alta energia que seria aceito por um aceptor de elétrons de baixa energia. Portanto, a energia luminosa envolve a criação de um doador de elétrons de alta energia e um aceptor de elétrons de baixa energia. Como resultado de um gradiente de energia criado, os elétrons se moverão do doador para o aceptor de maneira cíclica e não cíclica. O movimento dos elétrons ocorre através da cadeia de transporte de elétrons.
A fotofosforilação pode ser categorizada em dois grupos; fotofosforilação cíclica e fotofosforilação não cíclica. A fotofosforilação cíclica ocorre em um local especial do cloroplasto conhecido como membrana tilacóide. A fotofosforilação cíclica não produz oxigênio e NADPH. Essa via cíclica inicia o fluxo de elétrons para um complexo de pigmento de clorofila conhecido como fotossistema I. A partir do fotossistema I, o elétron de alta energia é impulsionado. Devido à instabilidade do elétron, ele será aceito por um aceptor de elétrons que está em níveis de energia mais baixos. Uma vez iniciados, os elétrons se moverão de um aceptor de elétrons para o próximo em uma cadeia enquanto bombeiam íons H+ através da membrana que produz uma força próton-motriz. Essa força motriz de prótons leva ao desenvolvimento de um gradiente de energia que é utilizado na produção de ATP a partir de ADP usando a enzima ATP sintase durante o processo.
Figura 02: Fotofosforilação
Na fotofosforilação não cíclica, envolve dois complexos de pigmentos de clorofila (fotossistema I e fotossistema II). Isso ocorre no estroma. Nesta via fotólise da água, ocorre a molécula no fotossistema II que retém dois elétrons derivados da reação de fotólise dentro do fotossistema inicialmente. A energia luminosa envolve a excitação de um elétron do fotossistema II que sofre reação em cadeia e finalmente é transferido para uma molécula central presente no fotossistema II. O elétron se moverá de um aceptor de elétrons para o próximo em um gradiente de energia que será finalmente aceito por uma molécula de oxigênio. Aqui nesta via, tanto o oxigênio quanto o NADPH são produzidos.
Quais são as semelhanças entre a fosforilação oxidativa e a fotofosforilação?
- Ambos os processos são importantes na transferência de energia dentro do sistema vivo.
- Ambos envolvidos na utilização de intermediários redox.
- Em ambos os processos, a produção de uma força motriz de prótons leva à transferência de íons H+ através da membrana.
- O gradiente de energia criado por ambos os processos é usado para produzir ATP a partir de ADP.
- Ambos os processos usam a enzima ATP sintase para produzir ATP.
Qual é a diferença entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação?
Fosforilação Oxidativa vs Fotofosforilação |
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| Fosforilação Oxidativa é o processo que produz ATP usando enzimas e oxigênio. É o último estágio da respiração aeróbica. | Fotofosforilação é o processo de produção de ATP usando a luz solar durante a fotossíntese. |
| Fonte de Energia | |
| Oxigênio molecular e glicose são as fontes de energia da fosforilação oxidativa. | A luz solar é a fonte de energia da fotofosforilação. |
| Localização | |
| A fosforilação oxidativa ocorre nas mitocôndrias | A fotofosforilação ocorre no cloroplasto |
| Ocorrência | |
| A fosforilação oxidativa ocorre durante a respiração celular. | A fotofosforilação ocorre durante a fotossíntese. |
| Aceitador de elétrons final | |
| Oxigênio é o aceptor final de elétrons da fosforilação oxidativa. | NADP+ é o aceptor final de elétrons da fotofosforilação. |
Resumo – Fosforilação oxidativa vs Fotofosforilação
A produção de ATP dentro do sistema vivo ocorre de várias maneiras. A fosforilação oxidativa e a fotofosforilação são dois mecanismos principais que produzem a maior parte do ATP celular. Em eucariotos, a fosforilação oxidativa é realizada em diferentes complexos proteicos dentro da membrana interna da mitocôndria. Envolve muitos intermediários redox para conduzir o movimento de elétrons de doadores de elétrons para aceptores de elétrons. Por fim, usando a energia liberada durante a transferência de elétrons é usada para produzir ATP pela ATP sintase. O processo que fosforila ADP em ATP usando a energia da luz solar é chamado de fotofosforilação. Acontece durante a fotossíntese. A fotofosforilação ocorre por duas vias principais; fotofosforilação cíclica e fotofosforilação não cíclica. A fosforilação oxidativa ocorre nas mitocôndrias e a fotofosforilação ocorre nos cloroplastos. Esta é a diferença entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação.
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