Հիմնական տարբերություն – Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացում ընդդեմ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման
Ֆոսֆորիլացումը գործընթաց է, որը ֆոսֆատային խումբ է ավելացնում օրգանական մոլեկուլին հատուկ ֆերմենտների միջոցով: Դա կարևոր մեխանիզմ է, որը տեղի է ունենում բջիջում՝ էներգիա փոխանցելու կամ էներգիա կուտակելու համար ֆոսֆատ խմբերի միջև բարձր էներգիայի կապերի տեսքով: ATP-ն բջիջներում ձևավորվում է ֆոսֆորիլացման միջոցով։ Ֆոսֆատ պարունակող այլ կարևոր միացություններ նույնպես սինթեզվում են ֆոսֆորիլացման միջոցով։ Կան տարբեր տեսակի ֆոսֆորիլացում: Դրանցից բջիջներում տարածված են սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը և օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը:Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման և օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման ժամանակ ֆոսֆորիլացված միացությունից ֆոսֆատային խումբն ուղղակիորեն փոխանցվում է ADP կամ GDP՝ ձևավորելու ATP կամ GTP՝ առանց այլ մոլեկուլների ներգրավման, մինչդեռ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման մեջ սննդանյութեր կամ սննդանյութեր են ապահովում: էներգիա՝ ֆոսֆատային խումբը ADP-ին փոխանցելու և էլեկտրոնի կամ H+ տրանսպորտային համակարգի օգնությամբ բարձր էներգիայի ATP արտադրելու համար:
Ի՞նչ է սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը:
Ֆոսֆատային խմբի ուղղակի փոխանցումը սուբստրատից ADP՝ բարձր էներգիայի ATP-ի ձևավորման համար հայտնի է որպես ենթաշերտի մակարդակի ֆոսֆորիլացում: Այս ռեակցիան հիմնականում կատալիզացվում է ֆերմենտային կինազների կողմից։ Ֆոսֆատային խմբի դոնորն ուղղակիորեն նվիրաբերում կամ փոխանցում է ֆոսֆատ խումբը ՏԶԾ-ին՝ առանց դոնորի և ՏԶԾ-ի միջև միջանկյալ անձի ներգրավման: Ֆոսֆատային խումբը տեղափոխվում է առաջին մոլեկուլից և ստացվում երկրորդ մոլեկուլով։Ֆոսֆատային խմբի ճեղքման ժամանակ արձակված էներգիան օգտագործվում է ADP-ի ֆոսֆորիլացման համար սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման համար, և այն հայտնի է որպես ռեակցիայի միացում: Այն կարելի է ցույց տալ հետևյալ հավասարմամբ։
Գլիկոլիզը ամենատարածված օրինակն է, երբ ATP-ն սինթեզվում է սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման միջոցով, երբ ֆոսֆոենոլ պիրվատի երկու մոլեկուլները պիրվատ կինազ ֆերմենտի միջոցով փոխակերպվում են երկու պիրուվատի մոլեկուլների՝ աերոբ կամ անաէրոբ պայմաններում: Ավելին, Կրեբսի ցիկլի ընթացքում ATP-ները արտադրվում են սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման միջոցով:
Ի՞նչ է օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը:
Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը պրոցես է, որը ֆոսֆորիլացնում է ADP-ն՝ սինթեզելու ATP՝ էլեկտրոնները փոխանցելով էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի երկայնքով՝ աերոբ շնչառության վերջին փուլում:Այն օգտագործում է NADH էլեկտրոնային կրիչներ և ATP սինթազ ֆերմենտ ATP-ի ձևավորման համար: Էներգիան արտադրվում է ռեդոքսային ռեակցիաներից (պրոտոնային գրադիենտ), իսկ ֆոսֆատները՝ անօրգանական ֆոսֆատների ավազանից։ Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման համար անհրաժեշտ է մոլեկուլային թթվածին որպես վերջնական էլեկտրոն ընդունող: Հետևաբար, օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը հնարավոր է միայն աերոբիկ պայմաններում, և այն տեղի է ունենում միտոքոնդրիայի ներքին թաղանթում: Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը գործընթաց է, որն ավելի մեծ քանակությամբ ATP է տալիս աերոբ օրգանիզմներում:
Նկար 02. Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում
Ո՞րն է տարբերությունը սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման և օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման միջև:
Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացում ընդդեմ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման |
|
| Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը ուղղակիորեն տեղափոխում է ֆոսֆատ խումբ սուբստրատից (ֆոսֆորիլացված միացություն) ADP՝ ATP արտադրելու համար: | Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը գործընթաց է, որի միջոցով սննդանյութերի քիմիական օքսիդացումից ազատված էներգիան օգտագործվում է ATP-ի սինթեզի համար: |
| Օգտագործված էներգիա | |
| Էներգիան առաջանում է այս գործընթացի զուգակցված ռեակցիայից: | Այս գործընթացի համար օգտագործվում է էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի ռեակցիայից առաջացած էներգիա: |
| Օդոքս-ի ներուժ | |
| Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման ժամանակ առաջանում է ռեդոքս պոտենցիալի փոքր տարբերություն: | Այս ֆոսֆորիլացման համար առաջանում է ռեդոքս պոտենցիալի մեծ տարբերություն: |
| Պայմաններ | |
| Սա տեղի է ունենում ինչպես աերոբ, այնպես էլ անաէրոբ պայմաններում: | Սա տեղի է ունենում աերոբիկ պայմաններում: |
| Միացությունների օքսիդացում | |
| Սուբստրատները մասամբ օքսիդացված են։ | Էլեկտրոնների դոնորներն ամբողջությամբ օքսիդացված են։ |
| Վայրեր | |
| Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը տեղի է ունենում ցիտոզոլում և միտոքոնդրիայում | Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում տեղի է ունենում միտոքոնդրիում: |
| Առաջադրում | |
| Սա կարելի է տեսնել գլիկոլիզում և Կրեբսի ցիկլում: | Սա տեղի է ունենում միայն էլեկտրոնների տեղափոխման շղթայի ժամանակ: |
| Ասոցացում Էլեկտրոնային տրանսպորտային շղթայի և ATP սինթազայի հետ | |
| Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը կապված չէ էլեկտրոնների տեղափոխման շղթայի կամ ATP սինթազայի հետ | Սա կապված է էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի և ATP սինթազայի հետ: |
| O2-ի և NADH-ի ներգրավվածություն | |
| Սա չի օգտագործում O2 կամ NADH ATP-ի ձևավորման համար: | Սա օգտագործում է O2 և NADH ATP արտադրելու համար: |
Ամփոփում – Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացում ընդդեմ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման
Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը գործընթաց է, որը փոխակերպում է ADP-ն ATP-ի՝ ֆոսֆատային խմբի ուղղակի փոխանցման միջոցով ֆոսֆորիլացված միացությունից ADP-ին:Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը օգտագործում է պրոտոնային գրադիենտ (H+ իոնների կոնցենտրացիայի գրադիենտ), որը ստեղծվել է էլեկտրոնների փոխադրման շղթայում՝ ֆոսֆորիլացնելու համար ADP-ն ATP-ի aerobic օրգանիզմներում: Սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացումը կարելի է տեսնել գլիկոլիզում և Կրեբսի ցիկլում: Էլեկտրոնների փոխադրման շղթայում կարելի է տեսնել օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում: Սա է տարբերությունը սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացման և օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման միջև:
