Co je to elektronový transportní řetězec?

Transportní řetězec elektronů je řada proteinů zabudovaných do buněčných mitochondrií, které přenášejí energii z organických substrátů oxidačně redukčními reakcemi. Tyto oxidačně-redukční reakce přenášejí vodíkové ionty (protony) a elektrony po řetězci spolu s energií, kterou drží. Aerobní dýchání a produkce energie probíhá v mitochondriích buněk a transportní řetězec je posledním krokem v tomto procesu. To je místo, kde se generují molekuly s největší energií. Energie pohybovaná řetězcem je uložena v molekulách adenosintrifosfátu neboli ATP, což je buněčný zdroj energie lidského těla.

Velká část ATP vytvořená řetězcem přenosu elektronů je tvořena chemiosmotickým gradientem, což je oblast, ve které vysoké koncentrace iontů vodíku ustupují nižším koncentracím. Řetězec pomáhá při produkci tohoto gradientu, ačkoli k tomu ostatní buněčné procesy přispívají a udržují jej. Enzym zvaný ATP syntáza je zabudován do mitochondriálních membrán a čerpání vodíkových iontů enzymem ho urychluje, aby vytvořilo ATP. To lze nalézt na různých místech podél řetězce přenosu elektronů, nejen na konci, což dále zvyšuje jeho účinnost.

Oxidačně-redukční reakce v elektronovém transportním řetězci probíhají jeden po druhém. Po oxidaci následuje vždy redukce, po které následuje další oxidace. Elektrony jsou odebrány z molekuly v oxidační reakci a přidány k molekule v redukční reakci. Jinými slovy, náboj molekuly se zvyšuje v oxidační reakci a snižuje se v redukční reakci. Konečná molekula v řetězci je kyslíková molekula, která působí jako akceptor elektronů a čistí pryč elektrony a protony vazbou s nimi na molekuly vody.

Vnitřní membrána mitochondrie poskytuje dvourozměrný povrch, na kterém může fungovat transportní řetězec elektronů, a proteinové složky řetězce nejsou fixovány na svém místě. Všechny komponenty se mohou pohybovat uvnitř membrány a v každé dané oblasti existuje mnoho kopií každé komponenty. Protože se pohybují ve dvourozměrném prostoru, existuje vyšší šance, že jakákoli daná složka řetězce bude úspěšně interagovat s další molekulou v řetězci. Molekuly komponenty řetězce jsou zabudovány do mitochondriální membrány; neexistuje žádný výslovný směrový tok energie. Tato dynamická a flexibilní orientace umožňuje maximální účinnost a využívá co nejvíce plochy povrchu membrány.