سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا؟ 7 حقائق


سلسلة نقل الإلكترون (ETC) هي عملية تفاعل الأكسدة والاختزال متعددة الخطوات التي تحدث داخل عضيات الخلية المحددة. دعونا نناقش سلسلة نقل الإلكترون بالتفصيل أدناه.

تحدث سلسلة نقل الإلكترون داخل الميتوكوندريا في حقيقيات النوى. إنه ينطوي على عمل تسلسلي لأربعة مجمعات بروتينية لاقتران تفاعلات الأكسدة والاختزال. هنا ، يتم إنشاء تدرج كيميائي باستخدام إلكترونات من ناقلات الإلكترون.

تمثيل تخطيطي لصورة سلسلة نقل الإلكترون من ويكيبيديا

تقويض الجزيئات العضوية يطلق الإلكترونات التي تدخل بعد ذلك في السلسلة ويثيرها الضوء. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج الطاقة.

البروتينات المشاركة في سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا

تتضمن سلسلة نقل الإلكترون استخدام سلسلة من المجمعات متعددة البروتينات. دعونا نناقش المزيد عن البروتينات المشاركة في هذه العملية.

البروتينات المشاركة في سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا هي:

  • المركب الأول: ويسمى أيضًا ubiquinone oxidoreductase. يتكون بشكل عام من FMN (أحادي نيوكليوتيد الفلافين) وثماني مجموعات من الحديد والكبريت (Fe-S) و DADH dehydrogenase. يساهم بأربعة أيونات هيدروجين في عملية ETC والتي يتم نقلها من المصفوفة إلى الفضاء بين الغشاء في الميتوكوندريا.

      (NADH + H+) + CoQ + 4H+ (مصفوفة) -> NAD+ + CoQH2 + 4H+

  • المركب الثاني: ويسمى أيضًا نازعة هيدروجين السكسينات. يعمل كنقطة دخول ثانوية في ETC من خلال قبول الإلكترونات من السكسينات. لا تشارك في نقل البروتونات وبالتالي يتم إطلاق جزيئات أقل من ATP بواسطة هذا المسار.

      سكسينات + FAD -> فومارات + 2H + + FADH2

       FADH2 + CoQ -> FAD + CoQH2

  • الإنزيم المساعد س: يتكون من كينون وذيل كاره للماء. ومن المعروف أيضًا باسم ubiquinone (CoQ). Coenzyme Q هو ناقل إلكترون ويساعد أيضًا في نقل الإلكترونات إلى المجمع التالي في السلسلة.
  • المركب الثالث: يتكون هذا المركب من السيتوكروم ب ووحدات ريسك الفرعية ووحدات السيتوكروم ج ويسمى أيضًا اختزال السيتوكروم سي. يشارك في نقل الإلكترون ويمكنه فقط قبول إلكترونات مفردة في كل مرة. يساهم في توليد التدرج الإلكتروني من خلال المساهمة بأربعة بروتونات في نهاية دورة Q الكاملة في الفضاء بين الغشاء.
  • المركب الرابع: يُعرف أيضًا باسم أوكسيديز السيتوكروم سي الذي يؤكسد السيتوكروم ج ثم ينقل الإلكترونات إلى الأكسجين. إنه حامل الإلكترون النهائي في عملية سلسلة نقل الإلكترون. كما أنه يساهم في التدرج اللوني للبروتونات عن طريق إطلاق أربعة بروتونات في الفضاء بين الغشاء.

     2 سيتوكروم ج + O2 + 4H + -> 2 سيتوكروم ج + 1 H2O + 2H +

  • المركب V: يُعرف أيضًا باسم سينسيز ATP. إنه يعمل في تخليق ATP باستخدام التدرج البروتوني الذي يتراكم في ETC عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا.

تخضع الوحدتان الفرعيتان f0 و f1 من سينسيز ATP لبعض التغييرات التوافقية التي تنظم تخليق ATP. مع كل أربعة أيونات H + ، يتم إنتاج جزيء واحد من ATP. يمكن أيضًا عكس هذا الإجراء من سينسيز ATP ، مما يؤدي إلى استهلاك ATP لتوليد التدرج البروتوني. شوهد هذا الإجراء العكسي في بعض أنواع البكتيريا.

أين تحدث سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا؟

الميتوكوندريا هي العضية المركزية حيث يتم إجراء جميع عمليات توليد الطاقة. دعونا نرى بالتفصيل أين سلسلة نقل الإلكترون يحدث في الميتوكوندريا.

تحدث الفسفرة المؤكسدة وسلسلة نقل الإلكترون في غشاء الميتوكوندريا الداخلي. تسهل سلسلة من المجمعات البروتينية المضمنة في غشاء الميتوكوندريا عملية سلسلة نقل الإلكترون.  

صورة من الميتوكوندريا حقيقية النواة من ويكيبيديا

يحتوي الغشاء الداخلي للميتوكوندريا على طيات تسمى cristae تساعد في زيادة قدرة الميتوكوندريا على تخليق جزيئات ATP. تسمح الطيات بتعبئة كمية أكبر من سينسيز ATP وأنزيمات ETC الأخرى في الميتوكوندريا.

كيف تحدث سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا؟

يتم تنظيم عملية سلسلة نقل الإلكترون بشكل نشط ومراقبتها بشكل كبير. دعونا نناقش كيف تتم العملية داخل الميتوكوندريا.

تتضمن سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا العمل التعاوني لأربعة مجمعات تعمل معًا في اقتران تفاعلات الأكسدة والاختزال وتولد التدرج الكهروكيميائي الذي يؤدي في النهاية إلى تخليق ATP.

يشار إلى العملية بأكملها باسم الفسفرة المؤكسدة والتي تتضمن عمليتين من سلسلة نقل الإلكترون والتناضح الكيميائي. يحدث في الميتوكوندريا وفي البلاستيدات الخضراء كجزء من التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي.

ما هي خطوات سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا؟

تحدث سلسلة نقل الإلكترون في سلسلة من الخطوات التي يتم تنظيمها بشكل كبير داخل الميتوكوندريا. دعونا نتحدث عن هذه الخطوات بالتفصيل.

المدرجة أدناه هي الخطوات المدرجة في سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا:

الخطوة 1: يتلامس المركب I أو NADH dehydrogenase مع جزيء NADH ويستقبل إلكترونين منه بعد أكسدة NAD +. يتم إنتاج اثنين من الهيدروجين لكل جزيئات NADH من المركب I والتي يتم نقلها إلى الفضاء بين الغشاء.

الخطوة 2: يؤكسد المركب II FADH2 إلى FAD ويستقبل إلكترونين.

الخطوة 3: يتم نقل الإلكترونات المستلمة من المركب I والمركب II إلى Ubiquinone ، وهو حامل إلكترون.

الخطوة 4: ينقل Ubiquinone الإلكترونات إلى المركب III الذي يضخ بدوره هيدروجينًا واحدًا لكل إلكترون خارج المصفوفة.

الخطوة 5: يتم نقل الإلكترونات إلى بروتين Cytochrome c الذي ينخر الإلكترونات إلى المركب IV.

الخطوة 6: المركب IV هو متقبل للإلكترون يحمل الأكسجين. يتطلب هذا المركب أربعة إلكترونات لوظيفته. يخلق جزيئين من الماء ويضخ بقية البروتونات في الفضاء بين الغشاء.

الخطوة 7: هذه الخطوة هي الخطوة الأخيرة من العملية التي تتضمن تكوين ATP بمساعدة سينسيز ATP وتسمى العملية باسم Chemiosmosis.

تتمثل الخطوة الأخيرة في عملية التنفس الخلوي الهوائي في إنتاج جزيئات ATP التي تحدث داخل الميتوكوندريا. يتم جمع الإلكترونات عالية الطاقة بواسطة NAD + و FAD مما يساعد في تحويل ADP إلى ATP.

وظائف سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا

سلسلة نقل الإلكترون هي عملية مهمة في الميتوكوندريا. دعونا نناقش أهميتها في الميتوكوندريا بالتفصيل.

وظائف سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا مذكورة أدناه:

  • داخل الميتوكوندريا ، ينتج ETC التدرج الكهروكيميائي للبروتون عبر الغشاء.
  • تشارك بنشاط في إنتاج جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوزين في الميتوكوندريا.
  • سلسلة نقل الإلكترون هي جزء من الفسفرة المؤكسدة في غشاء الميتوكوندريا حقيقية النواة.  
  • الغرض الأساسي من سلسلة نقل الإلكترون هو الحفاظ على الطاقة في شكل تدرج تناضح كيميائي.

كم عدد ATP التي يتم إنتاجها في سلسلة نقل الإلكترون؟

تؤدي عملية ETP إلى ظهور ATP في النهاية. دعونا نرى عدد ATP المنتج في هذه العملية.

داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، تنتج سلسلة نقل الإلكترون ما يقرب من 30-32 جزيء ATP في الخطوة النهائية بناءً على أحدث الدراسات.

في نهاية هذه العملية ، تسقط الإلكترونات من جزيئات NADH و FADH2 مما يؤدي إلى توليد المزيد من ATP. يستخدم الأكسجين مباشرة في العملية ويتم تحويله إلى ماء في النهاية.

في الختام

في ختام المقال ، يمكننا القول أن سلسلة نقل الإلكترون تحدث في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا وهي ضرورية لتوليد التدرج البروتوني وبالتالي الطاقة في شكل جزيئات ATP.

سنيها ساه

يا! أنا سنيها ساه ، لقد أكملت التخرج في التكنولوجيا الحيوية. لطالما كان العلم رائعًا بالنسبة لي والكتابة هي شغفي. بصفتي كاتبًا أكاديميًا ، فإن هدفي هو جعل العلم أمرًا سهلاً وبسيطًا للتعلم والقراءة. الوصول إلي على Snehashah14111996@gmail.com

آخر المقالات

الارتباط باللازوزومات والبيروكسيسومات: 5 حقائق يجب أن تعرفها

الجسيمات الحالة والبيروكسيسومات: 5 حقائق يجب أن تعرفها

كل عضية داخل الخلية لها مهام محددة تؤديها. دعونا نرى بالتفصيل بعض الحقائق المتعلقة بالجسيمات الحالة والبيروكسيسومات. الجسيمات الحالة والبيروكسيسومات هي عضيات مرتبطة بالغشاء ...

رابط هل تمتلك خلايا العضلات ميتوكوندريا؟ 7 حقائق يجب أن تعرفها

هل تمتلك خلايا العضلات الميتوكوندريا؟ 7 حقائق يجب أن تعرفها

كل خلية تحتاج إلى طاقة لأداء وظيفتها. دعونا نرى ما إذا كانت الخلايا العضلية تحتوي على "عملة الطاقة" ، أي الميتوكوندريا فيها أم لا. تحتوي خلايا العضلات على الميتوكوندريا لأنها ...