Tanto en los cloroplastos como en las mitocondrias , el “propósito” es crear una diferencia de pH (mediante el “bombeo” de protones, realizado por las proteínas de la cadena de transporte de electrones ). La diferencia de potencial se utiliza para impulsar la “nano turbina” ATP sintasa : los protones “caen” en el gradiente, casi como agua “en caída” que impulsa una turbina hidroeléctrica, que convierte el ADP (y un grupo fosfato) en ATP , en un proceso que almacena parte de la energía en un enlace químico.
¿Cuál es el propósito del gradiente de protones (iones de hidrógeno) en la fotosíntesis y la respiración aeróbica?
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Cómo usar la síntesis de proteínas para comprender la respiración aeróbica y la fotosíntesis
Un potencial de membrana es una diferencia de carga a través de una membrana debido a concentraciones más altas de iones en un lado u otro. El potencial de estos iones para cruzar la membrana hasta el equilibrio puede hacer el trabajo celular. Las células a menudo transportan activamente iones a través de las membranas, creando un potencial de membrana solo para este propósito. Un mecanismo común para hacer esto es una bomba de protones que mueve iones de hidrógeno a un lado de la membrana creando un gradiente de protones (o potencial de membrana).
En la fotosíntesis, los electrones en fotopigmentos se excitan con luz y pasan a través de una serie de reacciones redox llamadas cadenas de transporte de electrones. Al hacerlo, esta energía se usa para bombear protones al lado interno de la membrana del tilacoide, creando un potencial de membrana.
La quimiiosmosis es el proceso de usar este potencial de membrana para generar ATP. Los protones que regresan al equilibrio se canalizan a través de la enzima ATP sintasa incrustada en la membrana del tilacoide, convirtiendo un mecanismo de rotor que genera ATP. Este proceso se llama fotofosforilación.
En la respiración celular, el principio de la quimiosmosis es el mismo. Sin embargo, la fuente de energía son los electrones eliminados de los productos bioquímicos, y el proceso se llama fosforilación oxidativa que ocurre en las mitocondrias en lugar de los cloroplastos.
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