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8.9: Elektronentransportketten
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Elektronentransportketten
 
PROTOKOLLE

8.9: Elektronentransportketten

Die letzte Phase der Zellatmung ist die oxidative Phosphorylierung dar, welche aus (1) der Elektronentransportkette und (2) der Chemiosmose besteht.

Die Elektronentransportkette besteht aus einer Reihe von Proteinen und anderen organischen Molekülen, die sich in der inneren Membran der Mitochondrien von eukaryotischen Zellen und in der Plasmamembran von prokaryotischen Zellen befinden. Die Elektronentransportkette hat zwei primäre Funktionen. Sie erzeugt einen Protonengradienten, in dem Energie gespeichert wird, die zur Erzeugung von ATP in der Chemiosmose genutzt wird. Zusätzlich werden Elektronenträger, wie NAD+ und FAD gebildet, die in der Glykolyse und dem Citratzyklus verwendet werden.

Im Allgemeinen sind die Moleküle der Elektronentransportkette in vier Komplexe (I-IV) organisiert. Diese Moleküle reichen Elektronen durch mehrfache Redoxreaktionen weiter, wobei die Elektronen durch die Transportkette von höheren auf niedrigere Energieniveaus fallen. Diese Reaktionen setzen Energie frei, welche die Komplexe nutzen, um H+ über die innere Membran (von der Matrix in den Intermembranraum) zu pumpen. Dadurch entsteht ein Protonengradient entlang der inneren Membran.

NADH und FADH2 sind reduzierte Elektronenträger, die während der vorherigen Zellatmungsphasen produziert wurden. NADH kann direkt Elektronen an den Komplex I abgeben, der die freigesetzte Energie nutzt, um Protonen in den Intermembranraum zu pumpen. FADH2 gibt Elektronen an den Komplex II ab, der als einziger Komplex keine Protonen in den Intermembranraum pumpt. Somit trägt FADH2 weniger zum Protonengradienten bei als NADH. NADH und FADH2 werden wieder in die Elektronenträger NAD+ bzw. FAD umgewandelt.

Sowohl NADH als auch FADH2 übertragen Elektronen auf Ubichinon, einen mobilen Elektronenträger, der die Elektronen an den Komplex III weiterleitet. Von dort werden die Elektronen auf den mobilen Elektronenträger Cytochrom c (Cyt c) übertragen. Cyt c liefert die Elektronen an den Komplex IV, der sie an O2 weitergibt. Der Sauerstoff bricht auseinander und bildet zwei Sauerstoffatome, die jeweils zwei Protonen aufnehmen und Wasser ergeben.


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