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8.9: Catene di trasporto degli elettroni
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Electron Transport Chains
 
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8.9: Catene di trasporto degli elettroni

Lo stadio finale della respirazione cellulare è il fosfororilazione ossidativa, che consiste di (1) una catena di trasporto elettronico e (2) chemiosmosi.

La catena di trasporto degli elettroni è un insieme di proteine e altre molecole organiche presenti nella membrana interna dei mitocondri nelle cellule eucariotiche e nella membrana plasmatica delle cellule procariotiche. La catena di trasporto degli elettroni ha due funzioni primarie: produce un gradiente protonico ( immagazzinando energia che può essere utilizzata per creare ATP durante la chemiosmosi) e genera vettori elettronici, comeNAD e FAD, che vengono utilizzati nella glicolisi e nel ciclo dell'acido citrico.

Generalmente, le molecole della catena di trasporto degli elettroni sono organizzate in quattro complessi (I-IV). Le molecole passano gli elettroni l'uno all'altro attraverso molteplici reazioni "redox" (di riduzione), spostando gli elettroni da livelli di energia più alti a più bassi attraverso la catena di trasporto. Queste reazioni rilasciano energia che i complessi utilizzano per pompare Hattraverso la membrana interna (dalla matrice allo spazio intermembrana). Questo forma un gradiente di protoni attraverso la membrana interna.

NADH e FADH2 sono vettori elettronici ridotti prodotti durante le precedenti fasi di respirazione cellulare. Il NADH può inserire direttamente gli elettroni nel complesso I, che utilizza l'energia rilasciata per pompare protoni nello spazio intermembrana. FADH2 inserisce elettroni nel complesso II, l'unico complesso che non pompa protoni nello spazio intermembrana. Così, FADH2 contribuisce meno al gradiente del protone rispetto al NADH. NADH e FADH2 vengono riconvertiti in trasportatori elettronici, rispettivamenteNAD e FAD.

Sia NADH che FADH2 trasferiscono gli elettroni all'ubiquinone, un trasportatore di elettroni mobile che passa gli elettroni al complesso III. Da lì, gli elettroni vengono trasferiti al trasportatore elettronico mobile citocromo c (cyt c). Il citocromo c fornisce gli elettroni al complesso IV, che li passa a O2. L'ossigeno si rompe, formando due atomi di ossigeno che accettano ciascuno due protoni per formare acqua.


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