Hva er en elektrontransportkjede?

Elektrontransportkjeden er en serie proteiner innebygd i cellemitokondrier som overfører energi fra organiske underlag ved oksydasjonsreduksjonsreaksjoner. Disse oksidasjonsreduksjonsreaksjonene fører hydrogenioner (protoner) og elektroner nedover kjeden, sammen med energien de har. Aerob respirasjon og energiproduksjon foregår i mitokondriene i celler, og transportkjeden er det siste trinnet i denne prosessen. Det er her de mest energirike molekylene blir generert. Energien som beveges av kjeden, lagres i molekyler av adenosintrifosfat, eller ATP, som er menneskets kropps cellulære energikilde.

Mye av ATP opprettet av elektrontransportkjeden er laget av en kjemiosmotisk gradient, et område der høye konsentrasjoner av hydrogenioner viker for lavere konsentrasjoner. Kjeden hjelper til med å produsere denne gradienten, selv om andre cellulære prosesser bidrar til og vedlikeholder den. Et enzym kalt ATP-syntase er innebygd i mitokondrielle membraner, og pumping av hydrogenioner gjennom enzymet stimulerer det til å bygge ATP. Dette finner du på forskjellige punkter langs elektrontransportkjeden, ikke bare på slutten, noe som ytterligere øker effektiviteten.

Oksidasjonsreduksjonsreaksjoner i elektrontransportkjeden forekommer etter hverandre. En oksidasjon blir alltid fulgt av en reduksjon, som deretter blir fulgt av en annen oksidasjon. Elektroner tas bort fra et molekyl i en oksidasjonsreaksjon, og tilsettes et molekyl i en reduksjonsreaksjon. Sagt på en annen måte, ladningen av et molekyl økes i en oksidasjonsreaksjon, og reduseres i en reduksjonsreaksjon. Det endelige molekylet i kjeden er et oksygenmolekyl, som fungerer som en elektronakseptor og tømmer bort elektroner og protoner ved å binde dem inn i vannmolekyler.

Den indre membranen i mitokondriene gir en todimensjonal overflate for elektrontransportkjeden å fungere på, og kjedens proteinkomponenter er ikke festet på plass. Alle komponentene kan bevege seg rundt i membranen, og det er mange kopier av hver komponent i et gitt område. Siden de beveger seg rundt i todimensjonalt rom, er det en større sjanse for at en gitt komponent av kjeden vil lykkes med det neste molekylet i kjeden. Kjedekomponentmolekylene er alle innebygd i hele mitokondrielle membranen; det er ingen eksplisitt retningsstrøm av energi. Denne dynamiske og fleksible orienteringen gir maksimal effektivitet og utnytter mest mulig av membranoverflatearealet.