زنجیره تنفسی چیست؟

تعریف

زنجیره تنفسی فرآیند تولید انرژی در سلول های بدن ما است. این چرخه به سیترات متصل است و آخرین مرحله در تجزیه قند ، چربی ها و پروتئین هابه زنجیره تنفسی در غشای داخلی آن قرار دارد میتوکندری.

در زنجیره تنفسی ، معادلات کاهش دهنده (NADH+ H+ و FADH2) که در این بین تشکیل شده اند دوباره اکسید می شوند (الکترون ها خاموش می شوند) و اجازه می دهد تا شیب پروتون ایجاد شود. این در نهایت برای تشکیل حامل انرژی جهانی ATP (آدنوزین تری فسفات) استفاده می شود. اکسیژن نیز لازم است تا زنجیره تنفسی به طور کامل فعال شود.

ترتیب زنجیره تنفسی

زنجیره تنفسی در غشای میتوکندری داخلی ادغام شده و در مجموع از پنج مجتمع آنزیمی تشکیل شده است. این چرخه سیترات را دنبال می کند که در آن معادلات کاهش NADH+ H+ و FADH2 تشکیل می شوند. این معادلات کاهش دهنده در این بین انرژی را ذخیره می کنند و دوباره در زنجیره تنفسی اکسید می شوند.

این فرایند در دو مجتمع آنزیمی اول زنجیره تنفسی صورت می گیرد. مجتمع 1: NADH+ H+ به اولین کمپلکس (NADH-ubiquinone oxidoreductase) می رسد و دو الکترون می دهد. در همان زمان 4 پروتون از فضای ماتریس به فضای بین غشایی پمپ می شود.

مجتمع 2: FADH2 دو الکترون خود را در مجتمع آنزیمی دوم (سوکسینات-اوبیکینون اکسیدوروکتاز) می دهد ، اما هیچ پروتی وارد فضای بین غشایی نمی شود. مجتمع 3: الکترونهای آزاد شده به سومین مجموعه آنزیمی (ubiquinone cytochrome c oxidoreductase) منتقل می شوند ، جایی که 2 پروتون دیگر از فضای ماتریس به فضای بین غشایی پمپ می شود. مجتمع 4: سرانجام ، الکترونها به مجتمع چهارم (سیتوکروم- c-oxidoreductase) می رسند.

در اینجا الکترونها به اکسیژن (O2) منتقل می شوند ، به طوری که با دو پروتون اضافی آب (H2O) تشکیل می شود. بدین ترتیب 2 پروتون دوباره وارد فضای بین غشایی می شوند. مجتمع 5: در حال حاضر در مجموع هشت پروتون از فضای ماتریس به فضای بین غشایی پمپ شده است.

پیش نیاز اساسی برای زنجیره انتقال الکترون ، افزایش منفی منفی الکتریکی مجتمع آنزیمی است. این بدان معنی است که توانایی مجتمع های آنزیمی برای جذب الکترون های منفی قوی تر و قوی تر می شود. علاوه بر اولین محصول نهایی ، آب ، یک شیب پروتون در زنجیره تنفسی در فضای بین غشایی ایجاد شد.

در این فضا انرژی ذخیره می شود که از آن برای ساخت ATP (آدنوزین تری فسفات) استفاده می شود. این وظیفه پنجمین و آخرین مجموعه آنزیمی (ATP synthase) است. مجتمع پنجم غشای میتوکندری را مانند یک تونل می پوشاند.

از طریق این تونل ، که ناشی از تفاوت غلظت است ، پروتون ها به فضای ماتریس برمی گردند. به این ترتیب ، ADP (آدنوزین دی فسفات) و فسفات معدنی به ATP تبدیل می شود که در دسترس کل ارگانیسم است. پمپ پروتون پنجمین و آخرین مجموعه آنزیمی زنجیره تنفسی است.

از طریق آن ، پروتون ها از فضای بین غشایی به داخل فضای ماتریس جریان می یابند. این تنها با تفاوت غلظت قبلی بین دو فضای واکنش امکان پذیر می شود. انرژی ذخیره شده در گرادیان پروتون برای سنتز ATP (آدنوزین تری فسفات) از فسفات و ADP استفاده می شود. ATP حامل انرژی جهانی بدن ما است و برای تعداد زیادی واکنش ضروری است. از آنجا که در پمپ پروتون تولید می شود ، به عنوان سنتز ATP نیز شناخته می شود.