Kas yra kvėpavimo grandinė?
Kvėpavimo grandinė yra paskutinė gliukozės skaidymo kelio dalis. Po to, kai cukrus metabolizuojamas glikolizėje ir citrato cikle, kvėpavimo grandinė atlieka regeneravimo procese gautų redukcijos ekvivalentų (NADH + H + ir FADH2) regeneravimo funkciją. Tai gamina universalų energijos šaltinį ATP (adenozino trifosfatą). Kaip ir citrato ciklas, kvėpavimo grandinė yra lokalizuota mitochondrijos, todėl dar vadinamos „elemento elektrinėmis“.
Kvėpavimo grandinė susideda iš penkių fermentų kompleksų, įterptų į vidinę mitochondrijų membraną. Pirmieji du fermentų kompleksai kiekvienas regeneruoja NADH + H + (arba FADH2) į NAD + (arba FAD). Vykstant NADH + H + oksidacijai, iš matricos erdvės į tarpmembraninę erdvę transportuojami keturi protonai.
Taip pat sekančiuose trijuose fermentų kompleksuose po 2 protonus pumpuojami į tarpmembraninę erdvę. Tai sukuria koncentracijos gradientą, kuris naudojamas ATP gamybai. Šiuo tikslu protonai iš tarpmembraninės erdvės per ATP sintazę teka atgal į matricos erdvę.
Išlaisvinta energija naudojama galutinai gaminant ATP iš ADP (adenozino difosfato) ir fosfato. Kita kvėpavimo grandinės užduotis yra užfiksuoti elektronus, gaunamus oksiduojant redukcijos ekvivalentus. Tai pasiekiama perkeliant elektronus į deguonį. Sujungus elektronus, protonus ir deguonį, ketvirtame fermentų komplekse (citochromo c oksidazėje) susidaro normalus vanduo. Tai taip pat paaiškina, kodėl kvėpavimo grandinė gali vykti tik tada, kai yra pakankamai deguonies.
Kokias mitochondrijų užduotis atlieka ląstelių kvėpavimas?
mitochondrijos yra organeliai, kurie atsiranda tik eukariotinėse ląstelėse. Jie taip pat žinomi kaip „ląstelės jėgainės“, nes jose vyksta ląstelių kvėpavimas. Galutinis ląstelių kvėpavimo produktas yra ATP (adenozino trifosfatas).
Tai universalus energijos nešėjas, reikalingas visam žmogaus organizmui. Būtina ląstelių kvėpavimo sąlyga yra mitochondrijos. Tai reiškia, kad mitochondrijoje yra atskiros reakcijos kameros.
Tai pasiekiama naudojant vidinę ir išorinę membraną, kad būtų tarpmembraninė erdvė ir vidinė matricos erdvė. Kvėpavimo grandinės eigoje protonai (vandenilio jonai, H +) pernešami į tarpmembraninę erdvę, todėl skiriasi protonų koncentracija. Šie protonai yra iš skirtingų redukcijos ekvivalentų, tokių kaip NADH + H + ir FADH2, kurie tokiu būdu yra regeneruojami į NAD + ir FAD.
ATP sintazė yra paskutinis kvėpavimo grandinės fermentas, kuriame galiausiai gaminasi ATP. Koncentracijos skirtumo varomi protonai teka iš tarpmembraninės erdvės per ATP sintazę į matricos erdvę. Šis teigiamo krūvio srautas išskiria energiją, kuri naudojama gaminant ATP iš ADP (adenozino difosfato) ir fosfato.
Mitochondrijos ypač gerai tinka kvėpavimo grandinei, nes dėl dvigubos membranos jos turi dvi reakcijos erdves. Be to, mitochondrijoje vyksta daug medžiagų apykaitos kelių (glikolizė, citrato ciklas), kurie suteikia kvėpavimo grandinės pradines medžiagas (NADH + H +, FADH2). Šis erdvinis artumas reiškia dar vieną pranašumą ir daro mitochondrijas optimalia vieta ląstelių kvėpavimui. Čia galite sužinoti viską apie kvėpavimo grandinę
Visi šios serijos straipsniai:
