Diferença entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação

Diferença chave - oxidativa fosforilação vs fotofosforilação
 

O tri-fosfato de adenosina (ATP) é um fator importante para a sobrevivência e a função dos organismos vivos. O ATP é conhecido como a moeda energética universal 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 oxigênio molecular durante a síntese do 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. o diferença chave entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação é que A produção de ATP é impulsionada pela transferência de elétrons para o oxigênio na fosforilação oxidativa enquanto luz solar impulsiona a produção de ATP na fotofosforilação.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é fosforilação oxidativa
3. O que é fotofosforilação
4. Semelhanças entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação
5. Comparação lado a lado - fosforilação oxidativa vs fotofosforilação na forma tabular
6. Resumo

O que é fosforilação oxidativa?

A fosforilação oxidativa é a via metabólica que produz ATP usando enzimas com presença de oxigênio. É o estágio final da respiração celular de organismos aeróbicos. Existem dois processos principais de fosforilação oxidativa; cadeia de transporte de elétrons e quimiosmose. Na cadeia de transporte de elétrons, facilita as reações redox que envolvem muitos intermediários redox para conduzir o movimento de elétrons de doadores de elétrons para receptores 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 das mitocôndrias. No contexto dos procariontes, essas enzimas estão presentes no espaço intermembranar da célula.

As proteínas envolvidas na fosforilação oxidativa estão ligadas entre si. Nos eucariotos, cinco principais complexos de proteínas são utilizados durante a cadeia de transporte de elétrons. O aceitador final de elétrons da fosforilação oxidativa é o oxigênio. Ele aceita um elétron e reduz para formar água. Portanto, o oxigênio deve estar presente para produzir ATP pela fosforilação oxidativa.

Figura 01: Fosforilação oxidativa

A energia liberada durante o fluxo de elétrons através da cadeia é utilizada no transporte de prótons através da membrana interna das mitocôndrias. 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 o ADP ao ATP usando a energia da luz solar é conhecido como 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 aceitador de elétrons de baixa energia. Portanto, a energia luminosa envolve a criação de doadores de elétrons de alta energia e de aceitadores de elétrons de baixa energia. Como resultado de um gradiente de energia criado, os elétrons passarão de doador para aceitador 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 pigmentos de clorofila conhecido como fotossistema I. A partir do fotossistema I, o elétron de alta energia é potencializado. Devido à instabilidade do elétron, ele será aceito por um aceitador de elétrons que esteja em níveis mais baixos de energia. Uma vez iniciados, os elétrons se moverão de um aceitador de elétrons para o próximo em uma cadeia, bombeando íons H + através da membrana que produz uma força motriz de prótons. Essa força motriz de prótons leva ao desenvolvimento de um gradiente de energia que é utilizado na produção de ATP a partir do ADP usando a enzima ATP sintase durante o processo.

Figura 02: Fotofosforilação

Na fotofosforilação não cíclica, envolve dois complexos de pigmentos clorofílicos (fotossistema I e fotossistema II). Isso ocorre no estroma. Nesta via de fotólise da água, a molécula ocorre 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 transferido para uma molécula central presente no fotossistema II. O elétron passará de um aceitador de elétrons para o próximo em um gradiente de energia que será finalmente aceito por uma molécula de oxigênio. Aqui nesta via, o oxigênio e o NADPH são produzidos.

Quais são as semelhanças entre fosforilação oxidativa e fotofosforilação?

• Ambos os processos são importantes na transferência de energia dentro do sistema vivo.
• Ambos envolvidos na utilização de intermediários redox.
• Nos dois processos, a produção de uma força motriz de prótons leva à transferência de H⁺ íons através da membrana.
• O gradiente de energia criado pelos dois processos é usado para produzir ATP a partir do 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
A fosforilação oxidativa é o processo que produz ATP usando enzimas e oxigênio. É o último estágio da respiração aeróbica.	A 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 final de elétrons
O oxigênio é o aceitador final de elétrons da fosforilação oxidativa.	NADP+ é o aceitador final de elétrons da fotofosforilação.

Resumo - Oxidativo fosforilação 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. Nos eucariotos, a fosforilação oxidativa é realizada em diferentes complexos proteicos dentro da membrana interna das mitocôndrias. Envolve muitos intermediários redox para direcionar o movimento de elétrons de doadores de elétrons para receptores de elétrons. Por fim, o uso da energia liberada durante a transferência de elétrons é usado para produzir ATP pela ATP sintase. O processo que fosforila ADP para ATP usando a energia da luz solar é conhecido como fotofosforilação. Isso acontece durante a fotossíntese. A fotofosforilação ocorre de duas maneiras 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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Referência:

1. ”Fotofosforilação (cíclica e não cíclica).” Fotofosforilação (cíclica e não cíclica) | Tutorvista.com. Acessado em 13 de janeiro de 2018. Disponível aqui 
2. ”Fosforilação oxidativa | Biologia (artigo). ” Khan Academy. Acessado em 13 de janeiro de 2018. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1.'Cadeia de transporte de elétrons mitocondriais-Etc4'By Fvasconcellos 22:35, 9 de setembro de 2007 (UTC) - Versão vetorial de w: Image: Etc4.png por TimVickers, conteúdo inalterado., (Domínio Público) via Commons Wikimedia 
2.'Membrana tilacóide 3 'Por Somepics - Obra própria, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia