ห่วงโซ่ทางเดินหายใจคืออะไร?
ห่วงโซ่ทางเดินหายใจเป็นส่วนสุดท้ายของเส้นทางการย่อยสลายของกลูโคส หลังจากที่น้ำตาลได้รับการเผาผลาญในไกลโคไลซิสและในวงจรซิเตรตแล้วห่วงโซ่ทางเดินหายใจจะมีหน้าที่ในการสร้างค่าเทียบเท่าการรีดิวซ์ (NADH + H + และ FADH2) ที่ผลิตขึ้นใหม่ในกระบวนการนี้จะสร้างแหล่งพลังงานสากล ATP (adenosine triphosphate) เช่นเดียวกับวงจรซิเตรตห่วงโซ่ทางเดินหายใจถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น mitochondriaซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "สถานีพลังงานของเซลล์"
ห่วงโซ่ทางเดินหายใจประกอบด้วยสารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์ 2 ชนิดที่ฝังอยู่ในเยื่อไมโทคอนเดรียด้านใน คอมเพล็กซ์ของเอนไซม์สองตัวแรกแต่ละตัวสร้าง NADH + H + (หรือ FADHXNUMX) เป็น NAD + (หรือ FAD) ในระหว่างการเกิดออกซิเดชันของ NADH + H + โปรตอนสี่ตัวจะถูกเคลื่อนย้ายจากพื้นที่เมทริกซ์ไปยังช่องว่างระหว่างเมมเบรน
นอกจากนี้ในคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์สามตัวต่อไปนี้โปรตอน 2 ตัวแต่ละตัวจะถูกสูบเข้าไปในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ สิ่งนี้สร้างการไล่ระดับความเข้มข้นซึ่งใช้สำหรับการผลิต ATP เพื่อจุดประสงค์นี้โปรตอนจะไหลจากช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ผ่าน ATP synthase กลับเข้าไปในช่องว่างเมทริกซ์
พลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกใช้เพื่อผลิต ATP จาก ADP (adenosine diphosphate) และฟอสเฟตในที่สุด ภารกิจต่อไปของห่วงโซ่การหายใจคือการจับอิเล็กตรอนที่เกิดจากการออกซิเดชั่นของการลดลง สิ่งนี้ทำได้โดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังออกซิเจน ด้วยการรวมอิเล็กตรอนโปรตอนและออกซิเจนน้ำธรรมดาจึงถูกผลิตขึ้นที่เอนไซม์คอมเพล็กซ์ที่สี่ (ไซโตโครมซีออกซิเดส) นอกจากนี้ยังอธิบายว่าเหตุใดห่วงโซ่การหายใจจึงสามารถดำเนินการได้ก็ต่อเมื่อมีออกซิเจนเพียงพอ
ไมโทคอนเดรียมีหน้าที่อะไรในการหายใจระดับเซลล์?
mitochondria เป็นออร์แกเนลล์ที่เกิดขึ้นในเซลล์ยูคาริโอตเท่านั้น พวกเขาเรียกอีกอย่างว่า "โรงไฟฟ้าของเซลล์" เนื่องจากการหายใจของเซลล์เกิดขึ้นในพวกมัน ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการหายใจของเซลล์คือ ATP (adenosine triphosphate)
นี่คือผู้ให้บริการพลังงานสากลซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ทั้งหมด ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการหายใจของเซลล์คือการแบ่งส่วนของ mitochondria. ซึ่งหมายความว่ามีห้องปฏิกิริยาแยกต่างหากในไมโทคอนเดรียม
สิ่งนี้ทำได้โดยเมมเบรนด้านในและด้านนอกเพื่อให้มีช่องว่างระหว่างเมมเบรนและช่องว่างเมทริกซ์ด้านใน ในห่วงโซ่ของระบบทางเดินหายใจโปรตอน (ไฮโดรเจนไอออน, H +) จะถูกลำเลียงเข้าไปในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้ความเข้มข้นของโปรตอนแตกต่างกัน โปรตอนเหล่านี้มาจากการเทียบเท่าการลดที่แตกต่างกันเช่น NADH + H + และ FADH2 ซึ่งสร้างใหม่เป็น NAD + และ FAD
ATP synthase เป็นเอนไซม์สุดท้ายในห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจโดยที่ ATP ถูกผลิตขึ้นในที่สุด ด้วยความแตกต่างของความเข้มข้นโปรตอนจะไหลจากช่องว่างระหว่างเมมเบรนผ่าน ATP synthase เข้าสู่พื้นที่เมทริกซ์ การไหลของประจุบวกนี้จะปลดปล่อยพลังงานซึ่งใช้ในการผลิต ATP จาก ADP (adenosine diphosphate) และฟอสเฟต
ไมโทคอนเดรียเหมาะอย่างยิ่งสำหรับห่วงโซ่ทางเดินหายใจเนื่องจากมีช่องว่างของปฏิกิริยาสองช่องเนื่องจากเยื่อหุ้มสองชั้น นอกจากนี้วิถีการเผาผลาญหลายอย่าง (ไกลโคไลซิสวัฏจักรซิเตรต) ที่ให้วัสดุเริ่มต้น (NADH + H +, FADH2) สำหรับห่วงโซ่การหายใจเกิดขึ้นในไมโทคอนดรีออน ความใกล้ชิดเชิงพื้นที่นี้แสดงถึงข้อได้เปรียบเพิ่มเติมและทำให้ไมโทคอนเดรียเป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการหายใจของเซลล์ ที่นี่คุณสามารถเรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับห่วงโซ่ทางเดินหายใจ
