Что такое электронная транспортная цепь?

Цепочка переноса электронов представляет собой серию белков, встроенных в клеточные митохондрии, которые переносят энергию из органических субстратов посредством окислительно-восстановительных реакций. Эти реакции окисления-восстановления переносят ионы водорода (протоны) и электроны по цепочке вместе с энергией, которую они удерживают. Аэробное дыхание и выработка энергии происходит в митохондриях клеток, и транспортная цепь является заключительным этапом в этом процессе. Именно здесь генерируются самые богатые энергией молекулы. Энергия, перемещаемая цепью, сохраняется в молекулах аденозинтрифосфата, или АТФ, который является клеточным источником энергии человеческого организма.

Большая часть АТФ, созданная цепью переноса электронов, образована хемиосмотическим градиентом, областью, в которой высокие концентрации ионов водорода уступают место более низким концентрациям. Цепочка способствует выработке этого градиента, хотя другие клеточные процессы способствуют и поддерживают его. Фермент, называемый АТФ-синтазой, внедряется в митохондриальные мембраны, и прокачка ионов водорода через фермент стимулирует его к образованию АТФ. Это можно найти в разных точках вдоль цепи переноса электронов, а не только в конце, что еще больше повышает его эффективность.

Реакции окисления-восстановления в цепи переноса электронов происходят одна за другой. За окислением всегда следует восстановление, за которым следует другое окисление. Электроны отнимаются от молекулы в реакции окисления и добавляются к молекуле в реакции восстановления. Другими словами, заряд молекулы увеличивается в реакции окисления и уменьшается в реакции восстановления. Последняя молекула в цепи - молекула кислорода, которая действует как акцептор электронов и расщепляет электроны и протоны, связываясь с ними в молекулы воды.

Внутренняя мембрана митохондрий обеспечивает двумерную поверхность для функционирования цепи переноса электронов, а белковые компоненты цепи не зафиксированы на месте. Все компоненты могут перемещаться внутри мембраны, и существует множество копий каждого компонента в любой заданной области. Поскольку они перемещаются в двухмерном пространстве, существует большая вероятность того, что любой данный компонент цепи будет успешно взаимодействовать со следующей молекулой в цепи. Все молекулы цепных компонентов встроены в митохондриальную мембрану; нет явного направленного потока энергии. Такая динамическая и гибкая ориентация обеспечивает максимальную эффективность при максимально возможном использовании площади поверхности мембраны.