מהי שרשרת הנשימה?
שרשרת הנשימה היא החלק האחרון במסלול ההשפלה של הגלוקוז. לאחר חילוף החומרים של הסוכר בגליקוליזה ובמחזור הציטראט, לשרשרת הנשימה יש פונקציה של התחדשות מקבלי ההפחתה (NADH + H + ו- FADH2) המיוצרים בתהליך. זה מייצר את מקור האנרגיה האוניברסלי ATP (אדנוזין טריפוספט). כמו מחזור הציטראט, שרשרת הנשימה ממוקמת ב המיטוכונדריה, אשר מכונים אפוא גם "תחנות הכוח של התא".
שרשרת הנשימה מורכבת מחמישה קומפלקסים אנזימים המוטבעים בקרום המיטוכונדריה הפנימי. שני מתחמי האנזים הראשונים מחדשים כל אחד מהם NADH + H + (או FADH2) ל- NAD + (או FAD). במהלך חמצון של NADH + H +, ארבעה פרוטונים מועברים מחלל המטריצה לחלל הבין-ממברנה.
גם בשלושת מתחמי האנזים הבאים נשאבים 2 פרוטונים כל אחד לחלל הבין-ממברני. זה יוצר שיפוע ריכוז המשמש לייצור ATP. לשם כך פרוטונים זורמים מהמרחב הבין-ממברי דרך סינתזת ATP בחזרה לחלל המטריצה.
האנרגיה המשתחררת משמשת להפקת סוף סוף ATP מ- ADP (אדנוזין דיפוספט) ופוספט. משימה נוספת של שרשרת הנשימה היא ללכוד את האלקטרונים המיוצרים על ידי חמצון שווי ערך ההפחתה. זה מושג על ידי העברת האלקטרונים לחמצן. על ידי שילוב אלקטרונים, פרוטונים וחמצן, מיוצרים כך מים רגילים במתחם האנזים הרביעי (ציטוכרום c אוקסידאז). זה גם מסביר מדוע שרשרת הנשימה יכולה להמשיך רק כאשר יש מספיק חמצן.
אילו משימות יש למיטוכונדריה בנשימה תאית?
מיטוכונדריה הם אברונים המופיעים רק בתאים אוקריוטיים. הם ידועים גם בשם "תחנות הכוח של התא", מכיוון שנשימת הנשימה מתרחשת בהם. התוצר הסופי של נשימה בתאים הוא ה- ATP (אדנוזין טריפוספט).
זהו נושא אנרגיה אוניברסלי, הדרוש בכל האורגניזם האנושי. תנאי מוקדם לנשימת תאים הוא המידור של ה- המיטוכונדריה. המשמעות היא שישנם תאי תגובה נפרדים במיטוכונדריום.
זה מושג על ידי קרום פנימי וחיצוני, כך שיש חלל בין-ממדי ומרחב מטריצה פנימי. במהלך שרשרת הנשימה מועברים פרוטונים (יוני מימן, H +) לחלל הבין-ממברני, וכתוצאה מכך הבדל בריכוז הפרוטונים. פרוטונים אלה מגיעים משווי ערך הפחתה שונה, כגון NADH + H + ו- FADH2, המתחדשים בכך ל- NAD + ו- FAD.
ATP synthase הוא האנזים האחרון בשרשרת הנשימה, שם ATP מיוצר בסופו של דבר. מונע על ידי הבדל בריכוז, הפרוטונים זורמים מהמרחב הבין-ממברני דרך הסינתזה של ה- ATP לחלל המטריצה. זרימה זו של מטען חיובי משחררת אנרגיה המשמשת לייצור ATP מ- ADP (אדנוזין די-פוספט) ופוספט.
המיטוכונדריה מתאימה במיוחד לשרשרת הנשימה מכיוון שיש להם שני מרחבי תגובה עקב הממברנה הכפולה. בנוסף, מסלולים מטבוליים רבים (גליקוליזה, מחזור ציטראט) המספקים את חומרי המוצא (NADH + H +, FADH2) לשרשרת הנשימה מתרחשים במיטוכונדריון. קרבה מרחבית זו מייצגת יתרון נוסף והופכת את המיטוכונדריה למקום האופטימלי לנשימת תאים. כאן תוכלו ללמוד הכל על שרשרת הנשימה
