Elektronový transportní řetězec v mitochondriích? 7 Fakta

Elektronový transportní řetězec (ETC) je vícestupňový proces redoxní reakce, který probíhá uvnitř specifických buněčných organel. Níže podrobně probereme řetězec transportu elektronů.

Elektronový transportní řetězec se odehrává uvnitř mitochondrií u eukaryot. Zahrnuje sériové působení čtyř proteinových komplexů pro spojení redoxních reakcí. Zde se pomocí elektronů z elektronových nosičů vytváří chemický gradient.

Katabolismus organických molekul uvolňuje elektrony, které pak vstupují do řetězce a jsou excitovány světlem. V důsledku toho se vyrábí energie.

Proteiny zapojené do elektronového transportního řetězce v mitochondriích

Elektronový transportní řetězec zahrnuje použití řady multiproteinových komplexů. Pojďme diskutovat více o proteinech zapojených do tohoto procesu.

Proteiny zapojené do elektronového transportního řetězce v mitochondriích jsou:

• Komplex I: Nazývá se také ubichinon oxidoreduktáza. Obvykle se skládá z FMN (flavinmononukleotid), osmi klastrů železa a síry (Fe-S) a DADH dehydrogenázy. V procesu ETC přispívá čtyřmi vodíkovými ionty, které jsou přesunuty z matrice do mezimembránového prostoru mitochondrií.

      (NADH + H⁺+ CoQ + 4H⁺ (matice) -> NAD⁺ + CoQH2 + 4H⁺

• Komplex II: Nazývá se také sukcinátdehydrogenáza. Působí jako sekundární vstupní bod v ETC tím, že přijímá elektrony z sukcinátu. Nepodílí se na translokaci protonů, a proto se touto cestou uvolňuje méně molekul ATP.

      Sukcinát + FAD -> fumarát + 2H+ + FADH2

       FADH2 + CoQ -> FAD + CoQH2

• Koenzym Q: Skládá se z chinonu a hydrofobního ocasu. Je také známý jako ubichinon (CoQ). Koenzym Q je nosič elektronů a také pomáhá při přenosu elektronů do dalšího komplexu v řadě.
• Komplex III: Tento komplex je tvořen cytochromem b, Rieskeho podjednotkami a podjednotkami cytochromu c a nazývá se také cytochrom c reduktáza. Podílí se na přenosu elektronů a může přijímat pouze jednotlivé elektrony najednou. Přispívá k vytváření elektronového gradientu tím, že přispívá čtyřmi protony na konci celého Q cyklu do mezimembránového prostoru.
• Komplex IV: Je také známý jako cytochrom c oxidáza, která oxiduje cytochrom c a poté přenáší elektrony na kyslík. Je to konečný elektronový nosič v procesu elektronového transportního řetězce. Také přispívá k protonovému gradientu uvolněním čtyř protonů do mezimembránového prostoru.

     2 cytochrom c + ½ O2 + 4H+ -> 2 cytochrom c + 1 H2O + 2H+

• Komplex V: Je také známý jako ATP syntáza. Funguje při syntéze ATP pomocí protonového gradientu, který se hromadí v ETC přes vnitřní membránu mitochondrií.

Podjednotky f0 a f1 syntázy ATP podléhají určitým konformačním změnám, které regulují syntézu ATP. S každých čtyř H+ iontů vzniká jedna molekula ATP. Toto působení ATP syntázy může být také obráceno, spotřebovává ATP k vytvoření protonového gradientu. Toto obrácené působení bylo pozorováno u některých bakterií.

Kde se v mitochondriích vyskytuje elektronový transportní řetězec?

Mitochondrie je centrální organela kde probíhají všechny procesy generující energii. Podívejme se podrobně na řetězec transportu elektronů se vyskytuje v mitochondriích.

Oxidační fosforylace a elektronový transportní řetězec probíhá ve vnitřní mitochondriální membráně. Řada proteinových komplexů, které jsou zabudovány v mitochondriální membráně, usnadňuje proces transportního řetězce elektronů.  

Vnitřní membrána mitochondrií obsahuje záhyby zvané cristae, které pomáhají zvyšovat kapacitu mitochondrií pro syntézu molekul ATP. Záhyby umožňují nabalení většího množství ATP syntázy a dalších ETC enzymů do mitochondrií.

Jak probíhá elektronový transportní řetězec v mitochondriích?

Proces elektronového transportního řetězce je aktivně regulován a vysoce monitorován. Pojďme diskutovat o tom, jak tento proces probíhá uvnitř mitochondrií.

Elektronový transportní řetězec v mitochondriích zahrnuje kolaborativní působení čtyř komplexů, které spolupracují při spojování redoxních reakcí a generují elektrochemický gradient, který nakonec vede k syntéze ATP.

Celý proces je označován jako oxidativní fosforylace, která zahrnuje dva procesy elektronového transportního řetězce a chemiosmózy. Vyskytuje se v mitochondriích a v chloroplastech jako součást buněčného dýchání a fotosyntézy.

Jaké jsou kroky elektronového transportního řetězce v mitochondriích?

Elektronový transportní řetězec probíhá v sérii kroků, které jsou vysoce regulovány uvnitř mitochondrií. Promluvme si o těchto krocích podrobně.

Níže jsou uvedeny kroky zahrnuté v řetězci přenosu elektronů v mitochondriích:

Krok 1: Komplex I nebo NADH dehydrogenáza přichází do kontaktu s molekulou NADH a po oxidaci na NAD+ z ní přijímá dva elektrony. Z komplexu I jsou získány dva vodíky na molekulu NADH, které jsou transportovány do mezimembránového prostoru.

Krok 2: Komplex II oxiduje FADH2 na FAD a přijímá dva elektrony.

Krok 3: Elektrony přijaté z komplexu I a komplexu II se přenesou na Ubichinon, který je nosičem elektronů.

Krok 4: Ubichinon přenáší elektrony do komplexu III, který zase čerpá jeden vodík na elektron z matrice.

Krok 5: Elektrony jsou přesunuty do proteinu cytochromu c, který přenáší elektrony do komplexu IV.

Krok 6: Komplex IV je akceptor elektronů, který přenáší kyslík. Tento komplex vyžaduje ke své funkci čtyři elektrony. Vytváří dvě molekuly vody a odčerpává zbytek protonů do mezimembránového prostoru.

Krok 7: Tento krok je posledním krokem procesu, který zahrnuje tvorbu ATP pomocí ATP syntázy a proces se nazývá chemiosmóza.

Posledním krokem tohoto procesu aerobního buněčného dýchání je produkce molekul ATP, ke které dochází uvnitř mitochondrií. Vysokoenergetické elektrony jsou shromažďovány pomocí NAD+ a FAD, což pomáhá při přeměně ADP na ATP.

Funkce elektronového transportního řetězce v mitochondriích

Elektronový transportní řetězec je významným procesem v mitochondriích. Proberme jeho význam v mitochondriích podrobně.

Funkce elektronového transportního řetězce v mitochondriích jsou uvedeny níže:

• Uvnitř mitochondrií ETC vytváří transmembránový protonový elektrochemický gradient.
• Aktivně se podílí na tvorbě molekul adenosintrifosfátu v mitochondriích.
• Elektronový transportní řetězec je součástí oxidativní fosforylace v eukaryotické mitochondriální membráně.  
• Zachování energie ve formě chemiosmotického gradientu je základním účelem elektronového transportního řetězce.

Kolik ATP vzniká v elektronovém transportním řetězci?

Proces ETP dává na konci vznik ATP. Podívejme se na počet ATP vyrobených v tomto procesu.

Uvnitř vnitřní membrány mitochondrií poskytuje elektronový transportní řetězec v posledním kroku na základě nejnovějších studií přibližně 30-32 molekul ATP.

Na konci tohoto procesu elektrony odpadly z molekul NADH a FADH2, což má za následek další tvorbu ATP. V procesu se přímo používá kyslík a na konci se přeměňuje na vodu.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Na závěr článku lze říci, že elektronový transportní řetězec se vyskytuje ve vnitřní membráně mitochondrií a je klíčový pro generování protonového gradientu a tím i energie ve formě molekul ATP.

Také čtení:

• Antikodonová sekvence
• Je helikáza enzym
• Je DNA polymeráza enzym
• Chemiosmóza v mitochondriích
• Bambusový strom
• Příklady náročných bakterií
• Organely rostlinných buněk
• Difuze a tlak
• Je amyláza enzym
• Jsou bakterie prokaryota