Back to chapter

8.8:

נשאי אלקטרונים

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

נשאי אלקטרונים הם תרכובות המעבירות אלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה, יכולת התא להפיק אנרגיה הניתנת לצריכה באמצעות תגובות חמצון-חיזור, תוך תאום מצבים של חמצון וחיזור, מסירה וקליטה בהתאמה של חלקיקים אלו בעלי מטען שלילי. למשל, תרכובת עיקרית אחת היא ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד, או NAD, המכונה כך כי טבעת ריבוז אחת היא בעלת בסיס אדנין, בעוד לשניה יש ניקוטינאמיד המחובר לאטומי הפחמן הראשונים. בעמדת הפחמן החמישי, שני נוקלאוטידים אלה מקושרים על-ידי שתי קבוצות פוספט.במהלך המטבוליזם, NAD, כקואנזים, נקשר לאנזים שבתורו מזרז את התגובות ופועל כמחמצן על-די הסרת שני אטומי מימן יחד עם זוג אלקטרונים מהמגיב, כמו סוכר. האלקטרונים מועברים לאחר מכן לחנקן הנושא מטען חיובי, ואטום מימן מתחבר אל הפחמן הנגדי ומייצר NADH. בסופו של דבר, פרוטונים עודפים של מימן נשארים בציטופלזמה, ו-NADH מעביר את האלקטרונים אל הקרום המיטוכונדרי, שבו הם נכנסים ל‫שרשרת מעבר האלקטרונים, והנשאים יכולים להמשיך לעבור תגובות חמצון-חיזור.

8.8:

נשאי אלקטרונים

Electron carriers can be thought of as electron shuttles. These compounds can easily accept electrons (i.e., be reduced) or lose them (i.e., be oxidized). They, therefore, play an essential role in energy production because cellular respiration is contingent on the flow of electrons.

Over the many stages of cellular respiration, glucose breaks down into carbon dioxide and water. Electron carriers pick up electrons lost by glucose in these reactions, temporarily store the electrons and input them into the electron transport chain.

Two such electron carriers are NAD+ and FAD, which are both derived from B vitamins. The reduced forms of NAD+ and FAD, NADH and FADH2, respectively, are produced during earlier stages of cellular respiration (glycolysis, pyruvate oxidation, and the citric acid cycle).

The reduced electron carriers NADH and FADH2 pass electrons into complexes I and II of the electron transport chain, respectively. In the process, they are oxidized to form NAD+ and FAD.

Additional electron carriers in the electron transport chain are flavoproteins, iron-sulfur clusters, quinones, and cytochromes. With the assistance of enzymes, these electron carriers eventually transfer the electrons to oxygen molecules. The electron carriers become oxidized as they donate electrons and reduced as they accept them, and thus alternate between their oxidized and reduced forms.

Electron carriers provide a controlled flow of electrons that enables the production of ATP. Without them, the cell would cease to function.