Back to chapter

8.8:

Portatori di elettroni

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Electron Carriers

Languages

Share

– [Istruttore] I trasportatori di elettroni sono composti che muovono gli elettroni ad alta carica energetica, la fonte primaria di energia delle cellule, tramite reazioni di ossidoriduzione, stati coordinati di ossidazione e riduzione, che perdono e guadagnano rispettivamente queste particelle a carica negativa. Per esempio, un composto principale è la nicotinammide adenina dinucleotide, o NAD, chiamata così a perché un anello di ribosi ha una base di adenina, mentre l’altro ha una nicotinammide attaccato al primo atomo di carbonio. Nella posizione del quinto atomo di carbonio, questi due nucleotidi si uniscono a due gruppi fosfati. Durante il metabolismo, il NAD, come coenzima, si lega a un enzima che catalizza le reazioni e agisce da agente ossidante, eliminando due atomi di idrogeno, insieme a un paio di elettroni da un reagente, come uno zucchero. Gli elettroni vengono quindi trasferiti al nitrogeno dalla carica positiva e un atomo di idrogeno viene collegato al carbonio opposto, formando il NADH. Alla fine, i protoni di idrogeno extra vengono lasciati nel citoplasma e il NADH trasporta gli elettroni alla membrana mitocondriale, dove entrano nella catena di trasporto degli elettroni, mentre i trasportatori continuano con l’ossidoriduzione.

8.8:

Portatori di elettroni

I trasportatori elettronici (o vettori) possono essere considerati come navette elettroniche. Questi composti possono facilmente accettare elettroni (cioè essere ridotti) o perderli (cioè, essere ossidati). Essi, quindi, svolgono un ruolo essenziale nella produzione di energia perché la respirazione cellulare è subordinata al flusso di elettroni.

Nel corso delle molte fasi della respirazione cellulare, il glucosio si rompe in anidride carbonica e acqua. I trasportatori di elettroni raccolgono gli elettroni persi dal glucosio in queste reazioni, immagazzinano temporaneamente gli elettroni e li inseriscono nella catena di trasporto degli elettroni.

Due di questi vettori elettronici sonoNAD e FAD, entrambi derivati da vitamine del gruppo B. Le forme ridotte diNAD e FAD, NADH e FADH2, vengono prodotte rispettivamente durante le fasi precedenti della respirazione cellulare (glicolisi, ossidazione del piruvato e ciclo dell’acido citrico).

I vettori di elettroni ridotti NADH e FADH2 passano gli elettroni nei complessi I e II della catena di trasporto degli elettroni, rispettivamente. Nel processo, sono ossidati per formareNAD e FAD.

Ulteriori vettori elettronici nella catena di trasporto degli elettroni sono flavoproteine, ammassi di ferro-zolfo, quinoni e citocromi. Con l’aiuto degli enzimi, questi vettori di elettroni alla fine trasferiscono gli elettroni in molecole di ossigeno. I vettori elettronici si ossidano quando donano elettroni e si riducono man mano che li accettano, e quindi si alternano tra le loro forme ossidiate e ridotte.

I vettori elettronici forniscono un flusso controllato di elettroni che consente la produzione di ATP. Senza di loro, la cellula cesserebbe di funzionare.