Co to jest łańcuch transportu elektronów?
Łańcuch transportu elektronów to seria białek osadzonych w mitochondriach komórkowych, które przenoszą energię z substratów organicznych poprzez reakcje utleniania-redukcji. Te reakcje utleniania-redukcji przenoszą jony wodoru (protony) i elektrony w dół łańcucha wraz z trzymaną przez nie energią. Oddychanie tlenowe i wytwarzanie energii odbywa się w mitochondriach komórek, a łańcuch transportowy jest ostatnim etapem tego procesu. To tutaj generowane są najbardziej bogate w energię cząsteczki. Energia przenoszona przez łańcuch jest magazynowana w cząsteczkach trifosforanu adenozyny lub ATP, który jest komórkowym źródłem energii ludzkiego organizmu.
Znaczna część ATP utworzonego przez łańcuch transportu elektronów jest wytwarzana przez gradient chemiosmotyczny, obszar, w którym wysokie stężenia jonów wodoru ustępują niższym stężeniom. Łańcuch pomaga w wytwarzaniu tego gradientu, chociaż inne procesy komórkowe przyczyniają się do jego utrzymania. Enzym zwany syntazą ATP jest osadzony w błonach mitochondrialnych, a pompowanie jonów wodoru przez enzym pobudza go do budowy ATP. Można to znaleźć w różnych punktach łańcucha transportu elektronów, nie tylko na końcu, co jeszcze bardziej zwiększa jego wydajność.
Reakcje utleniania-redukcji w łańcuchu transportu elektronów zachodzą jeden po drugim. Po utlenianiu zawsze następuje redukcja, po której następuje kolejne utlenianie. Elektrony są usuwane z cząsteczki w reakcji utleniania i dodawane do cząsteczki w reakcji redukcji. Innymi słowy, ładunek cząsteczki zwiększa się w reakcji utleniania, a zmniejsza w reakcji redukcji. Końcową cząsteczką w łańcuchu jest cząsteczka tlenu, która działa jak akceptor elektronów i usuwa elektrony i protony, wiążąc się z nimi w cząsteczkach wody.
Wewnętrzna membrana mitochondriów zapewnia dwuwymiarową powierzchnię, na której działa łańcuch transportu elektronów, a składniki białkowe łańcucha nie są ustalone na miejscu. Wszystkie elementy mogą się poruszać w obrębie membrany, a istnieje wiele kopii każdego elementu w danym obszarze. Ponieważ poruszają się w przestrzeni dwuwymiarowej, istnieje większe prawdopodobieństwo, że jakikolwiek składnik łańcucha z powodzeniem wejdzie w interakcję z kolejną cząsteczką w łańcuchu. Cząsteczki składnika łańcucha są osadzone w błonie mitochondrialnej; nie ma wyraźnego kierunkowego przepływu energii. Ta dynamiczna i elastyczna orientacja pozwala na maksymalną wydajność, wykorzystując jak najwięcej powierzchni membrany.