Какво представлява дихателната верига?
Дихателната верига е последната част от пътя на разграждане на глюкозата. След като захарта се метаболизира при гликолиза и в цитратния цикъл, дихателната верига има функцията да регенерира редуциращите еквиваленти (NADH + H + и FADH2), произведени в процеса, което произвежда универсалния енергиен източник АТФ (аденозин трифосфат). Подобно на цитратния цикъл, дихателната верига е локализирана в митохондрии, които следователно се наричат още „електроцентралите на клетката”.
Дихателната верига се състои от пет ензимни комплекса, които са вградени във вътрешната митохондриална мембрана. Първите два ензимни комплекса регенерират NADH + H + (или FADH2) до NAD + (или FAD). По време на окислението на NADH + H +, четири протона се транспортират от пространството на матрицата в междумембранното пространство.
Също така в следващите три ензимни комплекса по 2 протона се изпомпват в междумембранното пространство. Това създава градиент на концентрация, който се използва за производството на АТФ. За тази цел протоните текат от междумембранното пространство през АТР-синтазата обратно в пространството на матрицата.
Освободената енергия се използва за окончателно производство на АТФ от ADP (аденозин дифосфат) и фосфат. Друга задача на дихателната верига е да улови електроните, произведени от окисляването на редукционните еквиваленти. Това се постига чрез прехвърляне на електроните в кислород. Чрез комбиниране на електрони, протони и кислород по този начин се получава нормална вода в четвъртия ензимен комплекс (цитохром с оксидаза). Това също обяснява защо дихателната верига може да продължи само когато има достатъчно кислород.
Какви задачи имат митохондриите в клетъчното дишане?
Митохондриите са органели, които се срещат само в еукариотни клетки. Те са известни още като „електроцентралите на клетката“, тъй като в тях се извършва клетъчно дишане. Крайният продукт на клетъчното дишане е АТФ (аденозин трифосфат).
Това е универсален енергиен носител, който е необходим в целия човешки организъм. Предпоставка за клетъчно дишане е разделянето на митохондрии. Това означава, че в митохондрия има отделни реакционни камери.
Това се постига чрез вътрешна и външна мембрана, така че да има междумембранно пространство и вътрешно матрично пространство. В хода на дихателната верига протоните (водородни йони, Н +) се транспортират в междумембранното пространство, което води до разлика в концентрацията на протони. Тези протони идват от различни еквиваленти на редукция, като NADH + H + и FADH2, които по този начин се регенерират до NAD + и FAD.
АТФ синтазата е последният ензим в дихателната верига, където в крайна сметка се произвежда АТФ. Задвижвани от разликата в концентрацията, протоните изтичат от междумембранното пространство през АТР-синтазата в матричното пространство. Този поток от положителен заряд освобождава енергия, която се използва за производство на АТФ от ADP (аденозин дифосфат) и фосфат.
Митохондриите са особено подходящи за дихателната верига, тъй като имат две реакционни пространства поради двойната мембрана. В допълнение, много метаболитни пътища (гликолиза, цитратен цикъл), които осигуряват изходните материали (NADH + H +, FADH2) за дихателната верига, се осъществяват в митохондрията. Тази пространствена близост представлява допълнително предимство и прави митохондриите оптималното място за дишане на клетките. Тук можете да научите всичко за дихателната верига
Всички статии от тази поредица:
