A cadeia de transporte de electrões (ETC) é o processo bioquímico que produz a maior parte do combustível de uma célula em organismos aeróbicos. Isto envolve a formação de uma força motriz de protões (FPP), que permite a produção de ATP, a principal catalisador de reacções celulares. A ETC é uma série de reacções redox em que os electrões são transferidos a partir de reagentes de proteínas mitocondriais. Isto dá as proteínas a capacidade de mover protões através de um gradiente eletroquímico, formando o PMF.
O ciclo de ácido cítrico alimenta o ETC
Os principais reagentes bioquímicos da ETC são o elétron doadores succinato e nicotinamida hidrato adenina (NADH). Eles são gerados por um processo chamado o ciclo do ácido cítrico (CAC). Gorduras e açúcares são quebrados em moléculas mais simples, tais como piruvato, que então alimentam o CAC. O CAC retira energia a partir destas moléculas para produzir as moléculas de elétron-densas necessários pelo ETC. O CAC produz seis moléculas de NADH e coincide com a ETC adequada quando forma succinato, o outro reagente bioquímico.
NADH e FADH2
A fusão de uma molécula precursora poucos elétrons chamada nicotinamida adenina (NAD +) com um próton forma NADH. NADH é produzido dentro da matriz mitocondrial, a parte mais interna da mitocôndria. As várias proteínas de transporte da ETC estão localizados na membrana mitocondrial interna, que rodeia a matriz. NADH doa elétrons para uma classe de proteínas ETC chamado desidrogenases NADH, também conhecido como I. Complexo Isso quebra NADH de volta para baixo em NAD + e um próton, transportando quatro prótons para fora da matriz no processo, aumentando o PMF. Outra molécula chamada flavina adenina (FADH2) desempenha um papel semelhante como um doador de elétrons.
Succinato e QH2
A molécula de succinato é produzido por um dos passos intermediários do CAC e é subsequentemente degradada em fumarato para ajudar a formar o doador de electrões hidroquinona (QH2). Esta parte do CAC sobrepõe-se com os ETC: poderes QH2 uma proteína de transporte chamado Complexo III, que atua para expulsar prótons adicionais da matriz mitocondrial, aumentando a PMF. Complexo III ativa um complexo adicional chamado Complexo IV, que libera ainda mais prótons. Assim, a degradação de succinato a fumarato resulta na expulsão de numerosos protões a partir da mitocôndria por meio de dois complexos proteicos interagem.
Oxigênio
Células aproveitar a energia através de uma série de reacções de combustão lenta, controlada. Moléculas tais como energia útil piruvato e succinato de libertação quando são queimados na presença de oxigénio. Electrões na ETC, eventualmente, são passados para o oxigénio, o qual é reduzido a água (H2O), absorvendo quatro protões no processo. Desta forma, os atos de oxigênio tanto como um receptor de elétrons terminal (que é a última molécula para obter os elétrons etc) e um reagente essencial. O ETC não pode acontecer na ausência de oxigênio, então as células carentes de oxigênio recorrer à respiração anaeróbica altamente ineficiente.
ADP e Pi
O objetivo final do ETC é produzir o de alta energia molécula de adenosina trifosfato (ATP) para catalisar reações bioquímicas. Os precursores de ATP, difosfato de adenosina (ADP) e fosfato inorgânico (Pi) são prontamente importados para a matriz mitocondrial. É preciso uma reação de alta energia para ligar ADP e Pi juntos, que é onde o PMF não funciona. Ao permitir que os protões de volta para dentro da matriz, a energia de trabalho é produzido, forçando a formação de ATP a partir dos seus precursores. Estima-se que 3,5 hidrogénios deve introduzir a matriz para a formação de cada molécula de ATP.
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