Différence clé - Phosphorylation oxydative vs photophosphorylation
L'adénosine tri-phosphate (ATP) est un facteur important pour la survie et le fonctionnement des organismes vivants. L'ATP est connue comme la monnaie énergétique universelle de la vie. La production d'ATP dans le système vivant se produit de plusieurs façons. La phosphorylation oxydative et la photophosphorylation sont deux mécanismes majeurs qui produisent la majeure partie de l'ATP cellulaire dans un système vivant. La phosphorylation oxydative utilise l'oxygène moléculaire lors de la synthèse de l'ATP, et elle a lieu près des membranes des mitochondries tandis que la photophosphorylation utilise la lumière du soleil comme source d'énergie pour la production d'ATP, et elle a lieu dans la membrane thylakoïde du chloroplaste. La principale différence entre la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation est que la production d'ATP est entraînée par le transfert d'électrons vers l'oxygène dans la phosphorylation oxydative, tandis que la lumière du soleil entraîne la production d'ATP dans la photophosphorylation.
Qu'est-ce que la phosphorylation oxydative ?
La phosphorylation oxydative est la voie métabolique qui produit de l'ATP à l'aide d'enzymes en présence d'oxygène. C'est la dernière étape de la respiration cellulaire des organismes aérobies. Il existe deux processus principaux de phosphorylation oxydative; chaîne de transport d'électrons et chimiosmose. Dans la chaîne de transport d'électrons, il facilite les réactions redox qui impliquent de nombreux intermédiaires redox pour conduire le mouvement des électrons des donneurs d'électrons aux accepteurs d'électrons. L'énergie dérivée de ces réactions redox est utilisée pour produire de l'ATP dans la chimiosmose. Dans le contexte des eucaryotes, la phosphorylation oxydative est réalisée dans différents complexes protéiques au sein de la membrane interne des mitochondries. Dans le contexte des procaryotes, ces enzymes sont présentes dans l'espace intermembranaire de la cellule.
Les protéines impliquées dans la phosphorylation oxydative sont liées les unes aux autres. Chez les eucaryotes, cinq complexes protéiques principaux sont utilisés au cours de la chaîne de transport d'électrons. L'accepteur final d'électrons de la phosphorylation oxydative est l'oxygène. Il accepte un électron et se réduit pour former de l'eau. Par conséquent, l'oxygène doit être présent pour produire de l'ATP par la phosphorylation oxydative.
Figure 01: Phosphorylation oxydative
L'énergie qui est libérée lors du flux d'électrons à travers la chaîne est utilisée dans le transport des protons à travers la membrane interne des mitochondries. Cette énergie potentielle est dirigée vers le complexe protéique final qui est l'ATP synthase pour produire de l'ATP. La production d'ATP se produit dans le complexe ATP synthase. Il catalyse l'addition du groupe phosphate à l'ADP et facilite la formation d'ATP. La production d'ATP en utilisant l'énergie libérée lors du transfert d'électrons est connue sous le nom de chimiosmose.
Qu'est-ce que la photophosphorylation ?
Dans le contexte de la photosynthèse, le processus qui phosphoryle l'ADP en ATP en utilisant l'énergie solaire est appelé photophosphorylation. Dans ce processus, la lumière du soleil active différentes molécules de chlorophylle pour créer un donneur d'électrons de haute énergie qui serait accepté par un accepteur d'électrons de faible énergie. Par conséquent, l'énergie lumineuse implique la création à la fois d'un donneur d'électrons à haute énergie et d'un accepteur d'électrons à faible énergie. À la suite d'un gradient d'énergie créé, les électrons se déplaceront du donneur à l'accepteur de manière cyclique et non cyclique. Le mouvement des électrons s'effectue à travers la chaîne de transport d'électrons.
La photophosphorylation peut être classée en deux groupes; photophosphorylation cyclique et photophosphorylation non cyclique. La photophosphorylation cyclique se produit dans un endroit spécial du chloroplaste connu sous le nom de membrane thylakoïde. La photophosphorylation cyclique ne produit pas d'oxygène et de NADPH. Cette voie cyclique initie le flux d'électrons vers un complexe pigmentaire de chlorophylle connu sous le nom de photosystème I. À partir du photosystème I, l'électron à haute énergie est amplifié. En raison de l'instabilité de l'électron, il sera accepté par un accepteur d'électrons qui se trouve à des niveaux d'énergie inférieurs. Une fois initiés, les électrons se déplaceront d'un accepteur d'électrons à l'autre dans une chaîne tout en pompant des ions H+ à travers la membrane qui produit une force motrice protonique. Cette force motrice du proton conduit au développement d'un gradient d'énergie qui est utilisé dans la production d'ATP à partir d'ADP en utilisant l'enzyme ATP synthase au cours du processus.
Figure 02: Photophosphorylation
Dans la photophosphorylation non cyclique, il s'agit de deux complexes pigmentaires de chlorophylle (photosystème I et photosystème II). Cela se passe dans le stroma. Dans cette voie, la photolyse de l'eau, la molécule a lieu dans le photosystème II qui retient initialement deux électrons dérivés de la réaction de photolyse dans le photosystème. L'énergie lumineuse implique l'excitation d'un électron du photosystème II qui subit une réaction en chaîne et finalement transféré à une molécule centrale présente dans le photosystème II. L'électron se déplacera d'un accepteur d'électron à l'autre dans un gradient d'énergie qui sera finalement accepté par une molécule d'oxygène. Ici, dans cette voie, l'oxygène et le NADPH sont produits.
Quelles sont les similitudes entre la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation ?
- Les deux processus sont importants dans le transfert d'énergie au sein du système vivant.
- Les deux sont impliqués dans l'utilisation d'intermédiaires redox.
- Dans les deux processus, la production d'une force motrice protonique conduit au transfert d'ions H+ à travers la membrane.
- Le gradient d'énergie créé par les deux processus est utilisé pour produire de l'ATP à partir d'ADP.
- Les deux processus utilisent l'enzyme ATP synthase pour fabriquer de l'ATP.
Quelle est la différence entre la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation ?
Phosphorylation oxydative vs photophosphorylation |
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| La phosphorylation oxydative est le processus qui produit de l'ATP à l'aide d'enzymes et d'oxygène. C'est la dernière étape de la respiration aérobie. | La photophosphorylation est le processus de production d'ATP utilisant la lumière du soleil pendant la photosynthèse. |
| Source d'énergie | |
| L'oxygène moléculaire et le glucose sont les sources d'énergie de la phosphorylation oxydative. | La lumière du soleil est la source d'énergie de la photophosphorylation. |
| Emplacement | |
| La phosphorylation oxydative se produit dans les mitochondries | La photophosphorylation se produit dans le chloroplaste |
| Occurrence | |
| La phosphorylation oxydative se produit pendant la respiration cellulaire. | La photophosphorylation se produit pendant la photosynthèse. |
| Accepteur final d'électrons | |
| L'oxygène est l'accepteur final d'électrons de la phosphorylation oxydative. | NADP+ est l'accepteur final d'électrons de la photophosphorylation. |
Résumé - Phosphorylation oxydative vs photophosphorylation
La production d'ATP dans le système vivant se produit de plusieurs façons. La phosphorylation oxydative et la photophosphorylation sont deux mécanismes majeurs qui produisent la majeure partie de l'ATP cellulaire. Chez les eucaryotes, la phosphorylation oxydative est réalisée dans différents complexes protéiques au sein de la membrane interne des mitochondries. Il implique de nombreux intermédiaires redox pour conduire le mouvement des électrons des donneurs d'électrons aux accepteurs d'électrons. Enfin, l'énergie libérée lors du transfert d'électrons est utilisée pour produire de l'ATP par l'ATP synthase. Le processus qui phosphoryle l'ADP en ATP en utilisant l'énergie de la lumière du soleil est appelé photophosphorylation. Cela se produit lors de la photosynthèse. La photophosphorylation se produit de deux manières principales; photophosphorylation cyclique et photophosphorylation non cyclique. La phosphorylation oxydative se produit dans les mitochondries et la photophosphorylation se produit dans les chloroplastes. C'est la différence entre la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation.
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