дефиниция
Дихателната верига е процес на производство на енергия в клетките на тялото ни. Той е свързан с цитратния цикъл и е последната стъпка в разграждането на захарта, мазнините и протеини. Дихателната верига е разположена във вътрешната мембрана на митохондрии.
В дихателната верига, редуциращите еквиваленти (NADH + H + и FADH2), които са се образували междувременно, отново се окисляват (електроните се отделят), което позволява да се установи протонен градиент. Това най-накрая се използва за образуване на универсалния енергиен носител АТФ (аденозин трифосфат). Кислородът също е необходим, за да може дихателната верига да работи напълно.
Последователност на дихателната верига
Дихателната верига е интегрирана във вътрешната митохондриална мембрана и се състои от общо пет ензимни комплекса. Той следва цитратния цикъл, в който се образуват редукционните еквиваленти NADH + H + и FADH2. Тези редукционни еквиваленти междувременно съхраняват енергия и отново се окисляват в дихателната верига.
Този процес протича в първите два ензимни комплекса на дихателната верига. Комплекс 1: NADH + H + достига първия комплекс (NADH-убихинон оксидоредуктаза) и отделя два електрона. В същото време 4 протона се изпомпват от матричното пространство в междумембранното пространство.
Комплекс 2: FADH2 отделя двата си електрона във втория ензимен комплекс (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза), но нито един протон не навлиза в междумембранното пространство. Комплекс 3: Освободените електрони се прехвърлят в третия ензимен комплекс (убихинон цитохром с оксидоредуктаза), където други 2 протона се изпомпват от матричното пространство в междумембранното пространство. Комплекс 4: Накрая електроните достигат до четвъртия комплекс (цитохром-с-оксидоредуктаза).
Тук електроните се прехвърлят в кислород (O2), така че с два допълнителни протона се образува вода (H2O). По този начин 2 протона отново навлизат в междумембранното пространство. Комплекс 5: Общо осем протона са изпомпани от матричното пространство в междумембранното пространство.
Основната предпоставка за електронната транспортна верига е нарастващата електроотрицателност на ензимния комплекс. Това означава, че способността на ензимните комплекси да привличат отрицателни електрони става все по-силна и по-силна. В допълнение към първия краен продукт, вода, в межмембранното пространство от дихателната верига се установява протонен градиент.
В това пространство се съхранява енергия, която се използва за изграждане на АТФ (аденозин трифосфат). Това е задачата на петия и последен ензимен комплекс (АТФ синтаза). Петият комплекс обхваща митохондриалната мембрана като тунел.
През този тунел, задвижван от разликата в концентрацията, протоните се връщат обратно в пространството на матрицата. По този начин ADP (аденозин дифосфат) и неорганичният фосфат се превръщат в ATP, който е достъпен за целия организъм. Протонната помпа е петият и последен ензимен комплекс от дихателната верига.
Чрез него протоните изтичат от междумембранното пространство обратно в матричното пространство. Това става възможно само от установената по-рано разлика в концентрацията между двете реакционни пространства. Енергията, съхранявана в протонния градиент, се използва за синтезиране на АТФ (аденозин трифосфат) от фосфат и АДФ. АТФ е универсалният енергиен носител на нашето тяло и е от съществено значение за голям брой реакции. Тъй като се генерира в протонната помпа, това е известно още като АТФ синтаза.
