Митохондрийн хемиосмос ба хлоропласт хоёрын гол ялгаа нь митохондрийн хемиосмосын үед энергийн эх үүсвэр нь хүнсний молекулууд байдаг бол хлоропласт дахь хемиосмосын энергийн эх үүсвэрийг гэрлийн эх үүсвэр хүлээн авдагт оршино.
Химиосмос гэдэг нь биологийн хагас нэвчүүлэх мембраны нэг талаас нөгөө тал руу ионуудын цахилгаан химийн градиентээр шилжих хөдөлгөөн юм. Градиент нь мембранд суулгагдсан уургийн тусламжтайгаар ионуудыг идэвхгүй нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Энэ нь ионуудыг өндөр концентрацитай газраас бага концентрацитай газар руу шилжүүлэхэд тусалдаг. Энэ процесс нь осмостой төстэй боловч ионууд нь градиентаар дамжин мембранаар дамждаг.
Митохондри дахь хемиосмос гэж юу вэ?
Митохондрийн химиосмос гэдэг нь митохондрийн мембран дахь тусгай сувгаар протоныг дотоод мембранаас гадна мембран руу шахах явдал юм. Энэ процессын явцад электрон зөөгч NADH ба FADH нь электрон зөөвөрлөх гинжин хэлхээнд электрон хандивладаг. Эдгээр электронууд нь сонгомол нэвчилттэй мембранаар H + ионыг шахахын тулд уурагуудад конформацийн өөрчлөлтийг хийдэг. Мембран дээрх H+ ионуудын жигд бус тархалт нь концентраци болон цахилгаан химийн градиентийн зөрүүг үүсгэдэг. Тиймээс эерэг цэнэгтэй устөрөгчийн ионууд мембраны нэг тал дээр хөдөлж, нэгтгэдэг. Олон ионууд ионы сувгийн тусламжтайгаар фосфолипидын мембраны туйлт бус хэсгүүдээр дамждаг. Энэ нь матриц дахь устөрөгчийн ионууд нь ATP синтаза хэмээх мембран уургийн тусламжтайгаар дотоод митохондрийн мембранаар дамждаг. Энэ уураг нь устөрөгчийн ион градиент дахь боломжит энергийг ашиглан ADP-д фосфат нэмж, ATP үүсгэдэг.
Зураг 01: Митохондри дахь химиосмос
Хемиосмос нь аэробик глюкозын катаболизмын үед ATP-ийн ихэнхийг үүсгэдэг. Хемиосмос ашиглан митохондри дахь ATP-ийн үйлдвэрлэлийг исэлдэлтийн фосфоржилт гэж нэрлэдэг. Энэ үйл явцын төгсгөлд электронууд хүчилтөрөгчийн молекулуудыг хүчилтөрөгчийн ион болгон бууруулахад тусалдаг. Хүчилтөрөгч дээрх нэмэлт электронууд нь H+ ионуудтай харилцан үйлчилж ус үүсгэдэг.
Хлоропласт дахь хемиосмос гэж юу вэ?
Хлоропластын химиосмос нь ургамал дахь ATP үйлдвэрлэх протонуудын хөдөлгөөн юм. Хлоропласт дахь химиосмос нь thylakoid-д явагддаг. Тилакоид нь гэрлийг цуглуулж, фотосинтезийн явцад гэрлийн урвал явагдах газар болдог. Гэрлийн урвалууд нь химиосмосоор ATP үүсгэдэг. Фотосистем II-ийн антенны цогцолбор нь нарны гэрэлд фотонуудыг хүлээн авдаг. Энэ нь электронуудыг илүү өндөр энергийн түвшинд өдөөдөг. Дараа нь электронууд электрон зөөвөрлөх гинжээр дамжиж, протонуудыг thylakoid мембранаар идэвхтэй шахаж, thylakoid-ийн хөндий рүү шилжүүлдэг.
Зураг 02: Хлоропласт дахь химиосмос
ATP синтазын ферментийн тусламжтайгаар протонууд цахилгаан химийн градиентаар урсдаг. Энэ нь ADP-ийг ATP болгон фосфоржуулах замаар ATP үүсгэдэг. Эхний гэрлийн урвалын эдгээр электронууд нь I фотосистемд хүрч, дараа нь гэрлийн энергиэр илүү өндөр энергийн түвшинд хүрч, электрон хүлээн авагчаар хүлээн авдаг. Энэ нь NADP+-ийг NADPH болгон бууруулдаг. Протон ба хүчилтөрөгч болж хуваагддаг усны исэлдэлт нь II фотосистемээс алдагдсан электронуудыг орлуулдаг. Нэг молекул хүчилтөрөгч үүсгэхийн тулд I ба II фотосистемүүд дор хаяж арван фотоныг шингээдэг. Энд дөрвөн электрон фотосистемээр дамжиж, хоёр NAPDH молекул үүсгэдэг.
Митохондри ба хлоропласт дахь химиосмосын ижил төстэй ялгаа юу вэ?
- Митохондри ба хлоропласт дахь химиосмос нь ижил онолтой - хагас нэвчүүлэх мембранаар ионуудыг цахилгаан химийн градиентаар доош шилжүүлэх.
- Хоёулаа химиосмос үйл явцад эрчим хүчний өндөр эх үүсвэр ашигладаг.
- Устөрөгчийн ионууд эсвэл протонууд нь мембранаар дамжин тархдаг.
- Хоёулаа ATP үүсгэдэг.
- Түүгээр ч барахгүй хоёулаа мембран уураг болон ATP синтаза ферментийг ашигладаг.
Митохондри ба хлоропластын химиосмос хоёрын ялгаа юу вэ?
Митохондрийн хемиосмосын үед энергийн эх үүсвэр нь хүнсний молекулууд байдаг бол хлоропласт дахь хемиосмосын энергийн эх үүсвэр нь нарны гэрэл юм. Тиймээс энэ нь митохондри ба хлоропласт дахь хемиосмосозын гол ялгаа юм. Түүнээс гадна, митохондрид химиосмосоз нь митохондрийн дотоод мембранаар дамждаг бол хлоропласт, химиосмос нь тилакоидын хөндийгөөр явагддаг. Мөн митохондрид ATP нь митохондрийн матрицад үүсдэг бол хлоропластын хувьд ATP нь тилакоидын гадна үүсдэг.
Доорх инфографик нь митохондри дахь хемиосмос ба хлоропласт хоёрын ялгааг хүснэгт хэлбэрээр үзүүлж, зэрэгцүүлэн харьцуулж байна.
Товч мэдээлэл – Митохондри дахь хемиосмос ба хлоропласт
Химиосмос нь биологийн хагас нэвчүүлэх мембраны нэг талаас нөгөө тал руу ионуудын цахилгаан химийн градиентээр шилжихийг хэлнэ. Митохондри дахь хемиосмос нь дотоод мембранаас гадна мембран руу митохондрийн мембран дахь тусгай сувгаар протоныг шахах явдал юм. Хлоропласт дахь химиосмос нь ургамал дахь ATP үйлдвэрлэх протонуудын хөдөлгөөн юм. Хлоропласт дахь химиосмос нь thylakoid-д явагддаг. Энэ хоёр процесс нь эрчим хүчийг ашиглан ATP үүсгэдэг. Митохондрид энергийн эх үүсвэр нь хүнсний молекулуудын солилцооны явцад үүсэх исэлдэлтийн урвалаас үүсдэг бол хлоропласт дахь энергийн эх үүсвэр нь гэрэл юм. Энэ нь митохондри дахь хемиосмос ба хлоропласт хоорондын ялгааг нэгтгэн харуулав.
