Diferencia clave: cadena de transporte de electrones en mitocondrias frente a cloroplastos
La respiración celular y la fotosíntesis son dos procesos extremadamente importantes que ayudan a los organismos vivos en la biosfera. Ambos procesos implican el transporte de electrones que crean un gradiente de electrones. Esto provoca la formación de un gradiente de protones mediante el cual se utiliza energía para sintetizar ATP con la ayuda de la enzima ATP sintasa. La cadena de transporte de electrones (ETC), que tiene lugar en las mitocondrias, se denomina "fosforilación oxidativa", ya que el proceso utiliza energía química de las reacciones redox. Por el contrario, en el cloroplasto, este proceso se denomina "fotofosforilación", ya que utiliza energía luminosa. Esta es la diferencia clave entre la cadena de transporte de electrones (ETC) en las mitocondrias y el cloroplasto.
¿Qué es la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias?
La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa en la que los electrones se transportan a través de la membrana interna de las mitocondrias con la participación de diferentes complejos. Esto crea un gradiente de protones que provoca la síntesis de ATP. Se conoce como fosforilación oxidativa debido a la fuente de energía: es decir, las reacciones redox que impulsan la cadena de transporte de electrones.
La cadena de transporte de electrones consta de muchas proteínas y moléculas orgánicas diferentes que incluyen diferentes complejos, a saber, el complejo I, II, III, IV y el complejo ATP sintasa. Durante el movimiento de los electrones a través de la cadena de transporte de electrones, pasan de niveles de energía más altos a niveles de energía más bajos. El gradiente de electrones creado durante este movimiento deriva energía que se utiliza para bombear iones H+ a través de la membrana interna desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Esto crea un gradiente de protones. Los electrones que ingresan a la cadena de transporte de electrones se derivan de FADH2 y NADH. Estos se sintetizan durante las etapas respiratorias celulares anteriores que incluyen la glucólisis y el ciclo TCA.
Figura 01: Cadena de transporte de electrones en las mitocondrias
Los complejos I, II y IV se consideran bombas de protones. Ambos complejos I y II transfieren colectivamente electrones a un transportador de electrones conocido como ubiquinona que transfiere los electrones al complejo III. Durante el movimiento de electrones a través del complejo III, se envían más iones H+ a través de la membrana interna hacia el espacio intermembrana. Otro portador de electrones móvil conocido como citocromo C recibe los electrones que luego pasan al complejo IV. Esto provoca la transferencia final de iones H+ al espacio intermembrana. Los electrones finalmente son aceptados por el oxígeno que luego se utiliza para formar agua. El gradiente de fuerza motriz de protones se dirige hacia el complejo final, que es la ATP sintasa que sintetiza ATP.
¿Qué es la cadena de transporte de electrones en los cloroplastos?
La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce comúnmente como fotofosforilación. Dado que la fuente de energía es la luz solar, la fosforilación de ADP a ATP se conoce como fotofosforilación. En este proceso, la energía de la luz se utiliza en la creación de un electrón donante de alta energía que luego fluye en un patrón unidireccional hacia un aceptor de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones del donante al aceptor se conoce como cadena de transporte de electrones. La fotofosforilación puede ser de dos vías; fotofosforilación cíclica y fotofosforilación no cíclica.
Figura 02: Cadena de transporte de electrones en cloroplasto
La fotofosforilación cíclica ocurre básicamente en la membrana tilacoide donde se inicia el flujo de electrones desde un complejo de pigmentos conocido como fotosistema I. Cuando la luz del sol incide sobre el fotosistema; Las moléculas absorbentes de luz capturarán la luz y la pasarán a una molécula especial de clorofila en el fotosistema. Esto conduce a la excitación y eventualmente a la liberación de un electrón de alta energía. Esta energía pasa de un aceptor de electrones al siguiente aceptor de electrones en un gradiente de electrones que finalmente es aceptado por un aceptor de electrones de menor energía. El movimiento de los electrones induce una fuerza motriz de protones que implica el bombeo de iones H+ a través de las membranas. Esto se utiliza en la producción de ATP. La ATP sintasa se utiliza como enzima durante este proceso. La fotofosforilación cíclica no produce oxígeno ni NADPH.
En la fotofosforilación no cíclica, se produce la participación de dos fotosistemas. Inicialmente, una molécula de agua se lisa para producir 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosistema II mantiene los dos electrones. Los pigmentos de clorofila presentes en el fotosistema absorben la energía de la luz en forma de fotones y la transfieren a una molécula central. Dos electrones son impulsados desde el fotosistema que es aceptado por el aceptor de electrones primario. A diferencia de la vía cíclica, los dos electrones no volverán al fotosistema. El déficit de electrones en el fotosistema lo aportará la lisis de otra molécula de agua. Los electrones del fotosistema II se transferirán al fotosistema I donde tendrá lugar un proceso similar. El flujo de electrones de un aceptor al siguiente creará un gradiente de electrones que es una fuerza motriz de protones que se utiliza para sintetizar ATP.
¿Cuáles son las similitudes entre ETC en las mitocondrias y los cloroplastos?
- La ATP sintasa es utilizada en ETC por las mitocondrias y los cloroplastos.
- En ambos, 3 moléculas de ATP son sintetizadas por 2 protones.
¿Cuál es la diferencia entre la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias y los cloroplastos?
ETC en mitocondrias vs ETC en cloroplastos |
|
| La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana interna de las mitocondrias se conoce como fosforilación oxidativa o cadena de transporte de electrones en las mitocondrias. | La cadena de transporte de electrones que tiene lugar dentro del cloroplasto se conoce como fotofosforilación o cadena de transporte de electrones en el cloroplasto. |
| Tipo de fosforilación | |
| La fosforilación oxidativa ocurre en el ETC de las mitocondrias. | La fotofosforilación ocurre en el ETC de los cloroplastos. |
| Fuente de energía | |
| La fuente de energía de la ETP en las mitocondrias es la energía química derivada de las reacciones redox.. | ETC en los cloroplastos utiliza energía luminosa. |
| Ubicación | |
| ETC en las mitocondrias tiene lugar en las crestas de las mitocondrias. | ETC en los cloroplastos tiene lugar en la membrana tilacoide del cloroplasto. |
| Coenzima | |
| NAD y FAD participan en ETC de las mitocondrias. | NADP implica la ETC de los cloroplastos. |
| Gradiente de protones | |
| El gradiente de protones actúa desde el espacio intermembrana hasta la matriz durante la ETC de las mitocondrias. | El gradiente de protones actúa desde el espacio tilacoidal hasta el estroma del cloroplasto durante la ETC de los cloroplastos. |
| Aceptor final de electrones | |
| El oxígeno es el aceptor final de electrones de ETC en las mitocondrias. | La clorofila en la fotofosforilación cíclica y el NADPH+ en la fotofosforilación no cíclica son los aceptores finales de electrones en ETC en los cloroplastos. |
Resumen: cadena de transporte de electrones en mitocondrias frente a cloroplastos
La cadena de transporte de electrones que se produce en la membrana tilacoide del cloroplasto se conoce como fotofosforilación, ya que se utiliza energía luminosa para impulsar el proceso. En las mitocondrias, la cadena de transporte de electrones se conoce como fosforilación oxidativa donde los electrones de NADH y FADH2 que se derivan de la glucólisis y el ciclo TCA se convierten en ATP a través de un gradiente de protones. Esta es la diferencia clave entre ETC en las mitocondrias y ETC en los cloroplastos. Ambos procesos utilizan ATP sintasa durante la síntesis de ATP.
Descargue la versión en PDF de la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias frente a los cloroplastos
Puede descargar la versión en PDF de este artículo y utilizarlo sin conexión según la nota de la cita. Descargue la versión en PDF aquí Diferencia entre ETC en mitocondrias y cloroplastos
