سلاسل نقل الإلكترون

مضمنة في طيات متعددة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا،توجد نسخ عديدة من سلسلة نقل الإلكترون،وهي سلسلة من أربعة مركبات بروتينية والجزيئات العضوية المرتبطة بها التي تعتبر حاسمة لاستخراج الطاقة. تدخل الإلكترونات إلى السلسلة باستخدام الجزيئات الحاملة نيكوتيناميد الأدينين دينوكليوتيد،أو NADH،و فلافين أدينين دينوكليوتيد،أو FADH2،والتي تٌنتج خلال دورة حامض الستريك. للبدء،يحمل NADH إلكترونين في المركب الأول،مؤكسداًNADH إلى أيون NAD+يتم نقل هذه الإلكترونات إلى العامل المساعد وهو الفلافين أحادي نوكليوتيد،أو FMN،الذي يتأكسد بعد ذلك بينما يمرر الإلكترونات إلى بروتين الكبريت والحديد.

تقوم السلسلة بعد ذلك بتمرير الإلكترونات إلى جزيء ناقل،يوبيكوينون،أو جزيء Q،الذي يستوعب بروتونين بينما يحمل الإلكترونات إلى المركب الثالث. نتيجة لإطلاق الطاقة،يتم ضخ أربعة بروتونات خلال المركب الأول في الفضاء البين غشائي،منتجاًتدرجاًبروتونياًعبر الغشاء الداخلي. يحمل FADH2 إلكترونين مباشرة إلى المركب الثاني،مؤكسداًFADH2 إلى أيون FAD+يتم نقل هذه الإلكترونات إلى بروتين آخر من الكبريت والحديد،ثم إلى الناقل Q الذي يستوعب أيضاًبروتونين من قالب الميتوكوندريا بينما يحمل الإلكترونات إلى المركب الثالث.

في المركب الثالث،هناك سلسلة من عمليات نقل الإلكترون المعروف باسم دورة Q.أولاًيتم نقل الإلكترون من Q إلى بروتين الكبريت والحديد،ثم يتم ضخ البروتونين التي يحملها Q في الفضاء البين غشائي. بعد المرور عبر جزيء السيتوكروم الوسيط المسمى بالسيتوكروم C1 يمر الإلكترون ويختزل مركب السيتوكروم C الناقل للإلكترون. بعد ذلك،يتم تمرير الإلكترون الثاني الذي يحمله جزيء Q إلى مركب السيتوكروم B،ثم إلى جزيء Q،والذي يربط ببروتونين من القالب.

والآن يربط جزيء Q آخر المركب الثالث،ويتكرر الجزء الأول من الدورة،ويضخ بروتونين في البين غشائية ليصبح المجموع أربعة بروتونات لكل دورة Q.الإلكترون الثاني من جزيء Q المرتبط حديثاًيتم نقله إلى السيتوكروم B،ثم إلى جزيء Q الذي تلقى الإلكترون مسبقاًالآن بما أن جزيء Q هذا لديه إلكترونين،يتم تحريره من المركب الثالث ويمكنه منح إلكتروناته في دورة Q جديدة. وأخيراًناقلات الإلكترون السيتوكروم C تتعلق بالمركب الرابع،ويختزل إلكترونان جزيء السيتوكروم a3 وذرة نحاس،ويسمح لجزيء الأكسجين بالربط. بمجرد اختزال جزيء الأكسجين،فإنه يلتقط أربعة أيونات هيدروجين وينقسم لتشكيل جزيئين من الماء.

خلال هذه العملية،يتم ضخ أربعة بروتونات أخرى في الفضاء البين غشائي. وهكذا تخلق سلسلة نقل الإلكترون التدرج البروتوني عن طريق ضخ البروتونات في الفضاء البين غشائي في الميتوكوندريا. هذه البروتونات يمكن أن تتدفق أسفل التدرج في قالب الميتوكوندريا من خلال تصنيع ATP،مولداًATP في عملية تعرف باسم التناضح الكيميائي.

يمكن لحاملات الإلكترون المؤكسدة العودة لدورة حامض الستريك لالتقاط المزيد من الإلكترونات.