La principale différence entre la chimiosmose dans les mitochondries et le chloroplaste est que, dans la chimiosmose mitochondriale, la source d'énergie est constituée de molécules alimentaires, tandis que la source d'énergie de la chimiosmose dans le chloroplaste est reçue par une source lumineuse.
La chimiosmose est le mouvement des ions d'un côté d'une membrane biologique semi-perméable à l'autre à travers un gradient électrochimique. Le gradient permet aux ions de passer passivement à l'aide de protéines intégrées dans la membrane. Cela aide les ions à se déplacer d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible. Ce processus est similaire à l'osmose, mais il implique des ions se déplaçant à travers les membranes à travers un gradient.
Qu'est-ce que la chimiosmose dans les mitochondries ?
La chimiosmose dans les mitochondries est le pompage de protons à travers des canaux spéciaux dans les membranes des mitochondries de la membrane interne à la membrane externe. Au cours de ce processus, les porteurs d'électrons, NADH et FADH, donnent des électrons à la chaîne de transport d'électrons. Ces électrons modifient la conformation des protéines pour qu'elles pompent les ions H+ à travers une membrane sélectivement perméable. Une distribution inégale des ions H+ à travers la membrane provoque une différence de concentration et de gradient électrochimique. Par conséquent, les ions hydrogène chargés positivement se déplacent et s'agrègent d'un côté de la membrane. De nombreux ions se déplacent à travers les régions non polaires des membranes phospholipidiques à l'aide de canaux ioniques. Cela fait passer les ions hydrogène de la matrice à travers la membrane mitochondriale interne à l'aide d'une protéine membranaire appelée ATP synthase. Cette protéine utilise l'énergie potentielle du gradient d'ions hydrogène pour ajouter un phosphate à l'ADP, formant de l'ATP.
Figure 01: Chimiosmose dans les mitochondries
La chimiosmose génère la majorité de l'ATP lors du catabolisme aérobie du glucose. La production d'ATP dans les mitochondries par chimiosmose est connue sous le nom de phosphorylation oxydative. À la fin de ce processus, les électrons aident à réduire les molécules d'oxygène en ions oxygène. Les électrons supplémentaires sur l'oxygène interagissent avec les ions H+ pour former de l'eau.
Qu'est-ce que la chimiosmose dans le chloroplaste ?
La chimiosmose dans les chloroplastes est le mouvement des protons pour la production d'ATP dans les plantes. Dans le chloroplaste, la chimiosmose a lieu dans le thylakoïde. Le thylakoïde récolte la lumière et sert de lieu aux réactions lumineuses lors de la photosynthèse. Les réactions lumineuses génèrent de l'ATP par chimiosmose. Le complexe d'antennes du photosystème II reçoit les photons de la lumière solaire. Cela excite les électrons à un niveau d'énergie plus élevé. Les électrons sont ensuite transportés à travers la chaîne de transport d'électrons, pompant activement des protons à travers la membrane thylakoïde dans la lumière du thylakoïde.
Figure 02: Chimiosmose dans le chloroplaste
Avec l'aide d'une enzyme ATP synthase, les protons circulent dans un gradient électrochimique. Cela génère de l'ATP par phosphorylation de l'ADP en ATP. Ces électrons de la première réaction lumineuse atteignent le photosystème I puis atteignent un niveau d'énergie supérieur par l'énergie lumineuse et sont reçus par un accepteur d'électrons. Cela réduit le NADP+ en NADPH. L'oxydation de l'eau, qui se divise en protons et en oxygène, remplace les électrons perdus du photosystème II. Afin de générer une molécule d'oxygène, les photosystèmes I et II absorbent au moins dix photons. Ici, quatre électrons se déplacent à travers les photosystèmes et génèrent deux molécules de NAPDH.
Quelles sont les différences de similarités entre la chimiosmose dans les mitochondries et les chloroplastes ?
- La chimiosmose dans les mitochondries et les chloroplastes a la même théorie: déplacer des ions à travers une membrane semi-perméable vers le bas d'un gradient électrochimique.
- Les deux utilisent des sources d'énergie élevées pour le processus de chimiosmose.
- Les ions hydrogène ou protons diffusent à travers les membranes.
- Les deux génèrent de l'ATP.
- De plus, les deux utilisent des protéines membranaires et l'enzyme ATP synthase.
Quelle est la différence entre la chimiosmose dans les mitochondries et les chloroplastes ?
Dans la chimiosmose mitochondriale, la source d'énergie est constituée de molécules alimentaires, tandis que la source d'énergie de la chimiosmose dans le chloroplaste est la lumière du soleil. C'est donc la principale différence entre la chimiosmose dans les mitochondries et le chloroplaste. De plus, dans les mitochondries, la chimiosmose se produit à travers la membrane mitochondriale interne alors que, dans le chloroplaste, la chimiosmose se produit dans la lumière thylakoïde. De plus, dans les mitochondries, l'ATP est généré dans la matrice des mitochondries, tandis que dans le chloroplaste, l'ATP est généré à l'extérieur du thylakoïde.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre la chimiosmose dans les mitochondries et le chloroplaste sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Chimiosmose dans les mitochondries vs Chloroplaste
La chimiosmose est le mouvement des ions d'un côté de la membrane biologique semi-perméable à l'autre à travers un gradient électrochimique. La chimiosmose dans les mitochondries est le pompage de protons à travers des canaux spéciaux dans les membranes des mitochondries de la membrane interne à la membrane externe. La chimiosmose dans les chloroplastes est le mouvement des protons pour la production d'ATP dans les plantes. Dans le chloroplaste, la chimiosmose a lieu dans le thylakoïde. Les deux processus impliquent la génération d'ATP en utilisant de l'énergie. Dans les mitochondries, la source d'énergie provient de la réaction redox au cours du métabolisme des molécules alimentaires, tandis que dans le chloroplaste, la source d'énergie est la lumière. Donc, cela résume la différence entre la chimiosmose dans les mitochondries et le chloroplaste.
