Vad är en elektrontransportkedja?

Elektrontransportkedjan är en serie proteiner inbäddade i cellmytokondrier som överför energi från organiska substrat genom oxidationsreduktionsreaktioner. Dessa oxidationsreduktionsreaktioner transporterar vätejoner (protoner) och elektroner ner i kedjan, tillsammans med den energi de har. Aerob andning och energiproduktion äger rum i mitokondrierna i cellerna, och transportkedjan är det sista steget i den processen. Det är här de mest energirika molekylerna genereras. Energin som förflyttas av kedjan lagras i molekyler av adenosintrifosfat, eller ATP, som är människokroppens cellulära energikälla.

Mycket av ATP som skapas av elektrontransportkedjan tillverkas av en kemiosmotisk gradient, ett område där höga koncentrationer av vätejoner ger plats för lägre koncentrationer. Kedjan hjälper till att producera denna gradient, även om andra cellulära processer bidrar till och underhåller den. Ett enzym som kallas ATP-syntas är inbäddat i mitokondriella membran, och pumpning av vätejoner genom enzymet sporrar det för att bygga ATP. Detta kan hittas vid olika punkter längs elektrontransportkedjan, inte bara i slutet, vilket ytterligare förstärker dess effektivitet.

Oxidationsreduktionsreaktioner i elektrontransportkedjan inträffar efter varandra. En oxidation följs alltid av en reduktion, som sedan följs av en annan oxidation. Elektroner tas bort från en molekyl i en oxidationsreaktion och läggs till en molekyl i en reduktionsreaktion. Sagt på ett annat sätt, en molekyls laddning ökas i en oxidationsreaktion och minskar i en reduktionsreaktion. Den slutliga molekylen i kedjan är en syre-molekyl, som fungerar som en elektronacceptor och rensar bort elektroner och protoner genom att binda med dem i vattenmolekyler.

Det inre membranet i mitokondrierna ger en tvådimensionell yta för elektrontransportkedjan att fungera på, och kedjans proteinkomponenter är inte fixerade på plats. Alla komponenter kan röra sig inom membranet, och det finns många kopior av varje komponent i ett visst område. Eftersom de rör sig runt i tvådimensionellt utrymme, finns det en större chans att en given komponent i kedjan framgångsrikt interagerar med nästa molekyl i kedjan. Kedjekomponentmolekylerna är alla inbäddade i hela mitokondriella membranet; det finns inget uttryckligt riktningsflöde av energi. Denna dynamiska och flexibla orientering möjliggör maximal effektivitet och utnyttjar så mycket av membranytan som möjligt.