تعريف
السلسلة التنفسية هي عملية إنتاج الطاقة في خلايا الجسم. إنه متصل بدورة السترات وهي الخطوة الأخيرة في تفتيت السكر والدهون و البروتينات. تقع سلسلة الجهاز التنفسي في الغشاء الداخلي لل الميتوكوندريا.
في السلسلة التنفسية ، معادلات الاختزال (NADH + H + و FADH2) التي تم تشكيلها في هذه الأثناء تتأكسد مرة أخرى (يتم إطلاق الإلكترونات) ، مما يسمح بإنشاء تدرج بروتون. يستخدم هذا أخيرًا لتشكيل ناقل الطاقة العالمي ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات). الأكسجين ضروري أيضًا لتمكين السلسلة التنفسية من العمل بشكل كامل.
تسلسل السلسلة التنفسية
تم دمج السلسلة التنفسية في غشاء الميتوكوندريا الداخلي وتتكون من إجمالي خمسة مجمعات إنزيمية. يتبع دورة السترات التي يتم فيها تكوين معادلات الاختزال NADH + H + و FADH2. تخزن معادلات الاختزال هذه الطاقة في هذه الأثناء وتتأكسد مرة أخرى في سلسلة الجهاز التنفسي.
تحدث هذه العملية في أول مركبتي إنزيم في السلسلة التنفسية. المجمع 1: يصل NADH + H + إلى المركب الأول (NADH-ubiquinone oxidoreductase) ويعطي إلكترونين. في نفس الوقت يتم ضخ 4 بروتونات من حيز المصفوفة إلى الفضاء بين الغشاء.
المركب 2: يعطي FADH2 إلكترونين له في معقد الإنزيم الثاني (succinate-ubiquinone oxidoreductase) ، ولكن لا توجد بروتونات تدخل حيز الغشاء. المركب 3: يتم نقل الإلكترونات المحررة إلى مركب الإنزيم الثالث (يوبيكوينون السيتوكروم سي أوكسيدوروكتاز) ، حيث يتم ضخ بروتونات أخرى من حيز المصفوفة إلى الفضاء بين الغشاء. المركب 2: أخيرًا ، تصل الإلكترونات إلى المركب الرابع (السيتوكروم سي أوكسيدوروكتاز).
هنا يتم نقل الإلكترونات إلى الأكسجين (O2) ، بحيث يتم تكوين الماء (H2O) مع بروتونات إضافية. وبالتالي 2 بروتونات تدخل الفضاء بين الغشاء مرة أخرى. المركب 5: تم الآن ضخ ما مجموعه ثمانية بروتونات من مساحة المصفوفة إلى الفضاء بين الغشاء.
الشرط الأساسي الأساسي لسلسلة نقل الإلكترون هو زيادة القدرة الكهربية لمركب الإنزيم. هذا يعني أن قدرة مجمعات الإنزيم على جذب الإلكترونات السالبة تصبح أقوى وأقوى. بالإضافة إلى المنتج النهائي الأول ، الماء ، تم إنشاء تدرج بروتوني في الفضاء بين الغشاء بواسطة سلسلة الجهاز التنفسي.
في هذا الفضاء يتم تخزين الطاقة ، والتي تستخدم لبناء ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات). هذه هي مهمة مركب الإنزيم الخامس والأخير (سينسيز ATP). يمتد المجمع الخامس على غشاء الميتوكوندريا مثل النفق.
من خلال هذا النفق ، مدفوعًا بالاختلاف في التركيز ، تتدفق البروتونات عائدة إلى مساحة المصفوفة. بهذه الطريقة ، يتم تحويل ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين) والفوسفات غير العضوي إلى ATP ، والذي يتوفر للكائن الحي بأكمله. مضخة البروتون هي خامس وآخر مركب إنزيم في السلسلة التنفسية.
من خلاله ، تتدفق البروتونات من الفضاء بين الغشاء إلى مساحة المصفوفة. لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال الاختلاف الذي تم تحديده مسبقًا في التركيز بين فضاءي التفاعل. تُستخدم الطاقة المخزنة في تدرج البروتون لتخليق ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) من الفوسفات و ADP. ATP هو ناقل الطاقة العالمي لجسمنا وهو ضروري لعدد كبير من ردود الفعل. نظرًا لأنه يتم إنشاؤه في مضخة البروتون ، يُعرف هذا أيضًا باسم سينسيز ATP.
