Elektronentransportketen (ETC) is een meerstaps redoxreactieproces dat plaatsvindt in de specifieke celorganellen. Laten we de elektronentransportketen hieronder in detail bespreken.
De elektronentransportketen vindt plaats in mitochondriën in eukaryoten. Het gaat om een seriële werking van vier eiwitcomplexen voor de koppeling van de redoxreacties. Hier wordt een chemische gradiënt gecreëerd door gebruik te maken van elektronen van elektronendragers.
Bij katabolisme van organische moleculen komen elektronen vrij die vervolgens in de keten terechtkomen en door het licht worden geëxciteerd. Hierdoor wordt energie geproduceerd.
Eiwitten die betrokken zijn bij de elektronentransportketen in mitochondriën
Elektronentransportketen omvat het gebruik van een reeks multi-eiwitcomplexen. Laten we het hebben over de eiwitten die bij dit proces betrokken zijn.
De eiwitten die betrokken zijn bij de elektronentransportketen in mitochondriën zijn:
- Complex I: Het wordt ook wel ubiquinonoxidoreductase genoemd. Het wordt over het algemeen gevormd uit FMN (flavinemononucleotide), acht ijzer-zwavelclusters (Fe-S) en DADH-dehydrogenase. Het draagt vier waterstofionen bij in het ETC-proces die van de matrix naar de intermembrane ruimte van de mitochondriën worden verplaatst.
(NADH+H+) + CoQ + 4H+ (matrix) -> NAD+ + CoQH2 + 4H+
- Complex II: Het wordt ook succinaatdehydrogenase genoemd. Het fungeert als een secundair toegangspunt in ETC door elektronen van succinaat te accepteren. Het is niet betrokken bij de translocatie van protonen en daarom komen er minder ATP-moleculen vrij via deze route.
Succinaat + FAD -> Fumaraat + 2H+ + FADH2
FADH2 + CoQ -> FAD + CoQH2
- Co-enzym Q: Het is samengesteld uit chinon en een hydrofobe staart. Het is ook bekend als ubiquinon (CoQ). Co-enzym Q is een elektronendrager en helpt ook bij het overbrengen van elektronen naar het volgende complex in de reeks.
- Complex III: Dit complex wordt gevormd uit cytochroom b, Rieske-subeenheden en cytochroom c-subeenheden en wordt ook cytochroom-c-reductase genoemd. Het is betrokken bij elektronenoverdracht en kan slechts enkele elektronen tegelijk accepteren. Het draagt bij aan het genereren van de elektronengradiënt door vier protonen bij te dragen aan het einde van de volledige Q-cyclus in de intermembraanruimte.
- Complex IV: Het is ook bekend als cytochroom c-oxidase dat cytochroom c oxideert en vervolgens de elektronen naar zuurstof overbrengt. Het is de laatste elektronendrager in het proces van de elektronentransportketen. Het draagt ook bij aan de protongradiënt door vier protonen vrij te geven in de intermembraanruimte.
2 cytochroom c + ½ O2 + 4H+ -> 2cytochroom c + 1 H2O + 2H+
- Complex V: Het is ook bekend als ATP-synthase. Het functioneert bij de synthese van ATP met behulp van de protongradiënt die zich opbouwt in ETC over het binnenmembraan van mitochondriën.
De f0- en f1-subeenheden van ATP-synthase ondergaan bepaalde conformationele veranderingen die de ATP-synthese reguleren. Met elke vier H+-ionen wordt één molecuul ATP geproduceerd. Deze actie van ATP-synthase kan ook worden omgekeerd, waarbij ATP wordt verbruikt om een protongradiënt te genereren. Deze omgekeerde werking is waargenomen bij bepaalde bacteriën.
Waar vindt de elektronentransportketen plaats in mitochondriën?
Mitochondriën is het centrale organel waar alle energieopwekkingsprocessen plaatsvinden. Laten we in detail bekijken waar de elektronentransportketen komt voor in mitochondriën.
Oxidatieve fosforylering en elektronentransportketen vindt plaats in het binnenste mitochondriale membraan. Een reeks eiwitcomplexen die zijn ingebed in het mitochondriale membraan vergemakkelijken het elektronentransportketenproces.
Het binnenmembraan van mitochondriën bevat plooien die cristae worden genoemd en die helpen bij het vergroten van de capaciteit van mitochondriën voor de synthese van ATP-moleculen. De vouwen maken het mogelijk om meer ATP-synthase en andere ETC-enzymen in de mitochondriën te plaatsen.
Hoe vindt de elektronentransportketen plaats in mitochondriën?
Het proces van de elektronentransportketen wordt actief gereguleerd en nauwlettend gevolgd. Laten we bespreken hoe het proces plaatsvindt in de mitochondriën.
De elektronentransportketen in mitochondriën omvat de gezamenlijke actie van vier complexen die samenwerken bij het koppelen van redoxreacties en een elektrochemische gradiënt genereren die uiteindelijk leidt tot de synthese van ATP.
Het hele proces wordt oxidatieve fosforylering genoemd, waarbij twee processen van elektronentransportketen en chemiosmosis betrokken zijn. Het komt voor in mitochondriën en in chloroplasten als onderdeel van cellulaire ademhaling en fotosynthese.
Wat zijn de stappen van de elektronentransportketen in mitochondriën?
Elektronentransportketen vindt plaats in een reeks stappen die sterk worden gereguleerd in de mitochondriën. Laten we deze stappen in detail bespreken.
Hieronder staan de stappen die zijn opgenomen in de elektronentransportketen in mitochondriën:
Stap 1: Complex I of NADH-dehydrogenase komt in contact met het NADH-molecuul en ontvangt er twee elektronen van nadat het is geoxideerd tot NAD+. Twee waterstofatomen per NADH-molecule worden verkregen uit complex I die naar de intermembraanruimte worden getransporteerd.
Stap 2: Complex II oxideert FADH2 tot FAD en ontvangt twee elektronen.
Stap 3: De elektronen die van complex I en complex II worden ontvangen, worden overgebracht naar Ubiquinone, een elektronendrager.
Stap 4: Ubiquinon voert de elektronen naar Complex III dat op zijn beurt één waterstof per elektron uit de matrix pompt.
Stap 5: Elektronen worden verplaatst naar cytochroom c-eiwit dat de elektronen naar complex IV transporteert.
Stap 6: Complex IV is een elektronenacceptor die zuurstof draagt. Dit complex heeft vier elektronen nodig voor zijn functie. Het creëert twee watermoleculen en pompt de rest van de protonen naar de intermembrane ruimte.
Stap 7: Deze stap is de laatste stap van het proces waarbij ATP wordt gevormd met behulp van ATP-synthase en het proces wordt Chemiosmosis genoemd.
De laatste stap van dit aërobe cellulaire ademhalingsproces is de productie van ATP-moleculen die in de mitochondriën plaatsvinden. Hoogenergetische elektronen worden verzameld door NAD+ en FAD, wat helpt bij de omzetting van ADP in ATP.
Functies van elektronentransportketen in mitochondriën
Elektronentransportketen is een belangrijk proces in mitochondriën. Laten we het belang ervan in mitochondriën in detail bespreken.
Functies van elektronentransportketen in mitochondriën zijn hieronder opgesomd:
- Binnen mitochondriën produceert ETC een elektrochemische gradiënt van transmembraan protonen.
- Het neemt actief deel aan de productie van adenosinetrifosfaatmoleculen in mitochondriën.
- Elektronentransportketen is het deel van oxidatieve fosforylering in eukaryote mitochondriale membraan.
- Behoud van energie in de vorm van een chemiosmotische gradiënt is het basisdoel van de elektronentransportketen.
Hoeveel ATP wordt geproduceerd in de elektronentransportketen?
Het proces van ETP leidt uiteindelijk tot ATP. Laten we eens kijken hoeveel ATP in dit proces wordt geproduceerd.
Binnen het binnenmembraan van mitochondriën levert de elektronentransportketen ongeveer 30-32 ATP-moleculen op in de laatste stap op basis van de laatste onderzoeken.
Aan het einde van dit proces vielen de elektronen af van NADH- en FADH2-moleculen, wat op zijn beurt resulteert in meer ATP-generatie. Zuurstof wordt direct in het proces gebruikt en wordt aan het eind omgezet in water.
Conclusie
Om het artikel af te sluiten, kunnen we zeggen dat de elektronentransportketen plaatsvindt in het binnenmembraan van mitochondriën en cruciaal is voor het genereren van de protongradiënt en dus de energie in de vorm van ATP-moleculen.
Lees ook:
- Anticodon-sequentie
- Is helicase een enzym?
- Is DNA-polymerase een enzym?
- Chemiosmosis in mitochondriën
- Bamboe boom
- Voorbeelden van kieskeurige bacteriën
- Organellen van plantencellen
- Verspreiding en druk
- Is amylase een enzym?
- Zijn bacteriën prokaryoten
Hoi! Ik ben Sneha Sah, ik heb de postdoctorale opleiding Biotechnologie afgerond. Wetenschap heeft mij altijd gefascineerd en schrijven is mijn passie. Als academisch schrijver is het mijn doel om wetenschap gemakkelijk en eenvoudig te leren en lezen te maken.