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8.9: Chaînes de transport d'électrons

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Electron Transport Chains

8.9: Electron Transport Chains

8.9: Chaînes de transport d'électrons

The final stage of cellular respiration is oxidative phosphorylation, which consists of (1) an electron transport chain and (2) chemiosmosis.

The electron transport chain is a set of proteins and other organic molecules found in the inner membrane of mitochondria in eukaryotic cells and the plasma membrane of prokaryotic cells. The electron transport chain has two primary functions: it produces a proton gradient—storing energy that can be used to create ATP during chemiosmosis—and generates electron carriers, such as NAD+ and FAD, that are used in glycolysis and the citric acid cycle.

Generally, molecules of the electron transport chain are organized into four complexes (I-IV). The molecules pass electrons to one another through multiple redox reactions, moving electrons from higher to lower energy levels through the transport chain. These reactions release energy that the complexes use to pump H+ across the inner membrane (from the matrix into the intermembrane space). This forms a proton gradient across the inner membrane.

NADH and FADH2 are reduced electron carriers produced during earlier cellular respiration phases. NADH can directly input electrons into complex I, which uses the released energy to pump protons into the intermembrane space. FADH2 inputs electrons into complex II, the only complex that does not pump protons into the intermembrane space. Thus, FADH2 contributes less to the proton gradient than NADH. NADH and FADH2 are converted back into electron carriers NAD+ and FAD, respectively.

Both NADH and FADH2 transfer electrons to ubiquinone, a mobile electron carrier that passes the electrons to complex III. From there, the electrons are transferred to the mobile electron carrier cytochrome c (cyt c). Cyt c delivers the electrons to complex IV, which passes them to O2. Oxygen breaks apart, forming two oxygen atoms that each accept two protons to form water.

La dernière étape de la respiration cellulaire est la phosphorylation oxydative, qui se compose de (1) une chaîne de transport d’électrons et (2) de chemiosmose.

La chaîne de transport d’électrons est un ensemble de protéines et d’autres molécules organiques présentes dans la membrane interne des mitochondries dans les cellules eucaryotes et la membrane plasmatique des cellules procaryotes. La chaîne de transport d’électrons a deux fonctions principales : elle produit un gradient de proton — stockant l’énergie qui peut être utilisée pour créer l’ATP pendant la chemiosmose — et génère des porteurs d’électrons, tels que NAD+ et FAD, qui sont utilisés dans la glycolyse et le cycle de l’acide citrique.

En général, les molécules de la chaîne de transport d’électrons sont organisées en quatre complexes (I-IV). Les molécules passent des électrons les unes aux autres par de multiples réactions redox, déplaçant les électrons de niveaux d’énergie plus élevés à inférieurs à travers la chaîne de transport. Ces réactions libèrent de l’énergie que les complexes utilisent pour pomper H+ à travers la membrane interne (de la matrice dans l’espace intermembrane). Cela forme un gradient de proton à travers la membrane interne.

NADH et FADH2 sont des vecteurs d’électrons réduits produits au cours des phases de respiration cellulaire antérieures. NADH peut entrer directement des électrons dans le complexe I, qui utilise l’énergie libérée pour pomper les protons dans l’espace intermembrane. Fadh2 introduit des électrons dans le complexe II, le seul complexe qui ne pompe pas les protons dans l’espace intermembrane. Ainsi, le FADH2 contribue moins au gradient de proton que le NADH. NADH et FADH2 sont convertis en porteurs d’électrons NAD+ et FAD, respectivement.

NADH et FADH2 transfèrent des électrons à l’ubiquinone, un vecteur d’électrons mobile qui transmet les électrons au complexe III. De là, les électrons sont transférés au cytochrome c (cyt c). Cyt c livre les électrons au complexe IV, qui les passe à O2. L’oxygène se brise, formant deux atomes d’oxygène qui acceptent chacun deux protons pour former de l’eau.

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