Quelle est la chaîne respiratoire?

Définition

La chaîne respiratoire est un processus de production d'énergie dans les cellules de notre corps. Il est lié au cycle du citrate et constitue la dernière étape de la décomposition du sucre, des graisses et protéines. La chaîne respiratoire est située dans la membrane interne du mitochondries.

Dans la chaîne respiratoire, les équivalents de réduction (NADH + H + et FADH2) qui se sont formés entre-temps sont à nouveau oxydés (des électrons sont émis), permettant l'établissement d'un gradient de protons. Ceci est finalement utilisé pour former le vecteur d'énergie universel ATP (adénosine triphosphate). L'oxygène est également nécessaire pour permettre à la chaîne respiratoire de fonctionner complètement.

Séquence de la chaîne respiratoire

La chaîne respiratoire est intégrée dans la membrane mitochondriale interne et se compose d'un total de cinq complexes enzymatiques. Il suit le cycle du citrate dans lequel les équivalents de réduction NADH + H + et FADH2 sont formés. Ces équivalents de réduction stockent de l'énergie entre-temps et sont à nouveau oxydés dans la chaîne respiratoire.

Ce processus a lieu au niveau des deux premiers complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire. Complexe 1: NADH + H + atteint le premier complexe (NADH-ubiquinone oxydoréductase) et dégage deux électrons. En même temps, 4 protons sont pompés de l'espace matriciel vers l'espace intermembranaire.

Complexe 2: FADH2 émet ses deux électrons au niveau du deuxième complexe enzymatique (succinate-ubiquinone oxydoréductase), mais aucun proton n'entre dans l'espace intermembranaire. Complexe 3: Les électrons libérés sont transférés vers le troisième complexe enzymatique (ubiquinone cytochrome c oxydoréductase), où 2 autres protons sont pompés de l'espace de la matrice dans l'espace intermembranaire. Complexe 4: Enfin, les électrons atteignent le quatrième complexe (cytochrome-c-oxydoréductase).

Ici, les électrons sont transférés en oxygène (O2), de sorte qu'avec deux protons supplémentaires, de l'eau (H2O) se forme. De ce fait, 2 protons pénètrent à nouveau dans l'espace intermembranaire. Complexe 5: Un total de huit protons ont maintenant été pompés de l'espace matriciel vers l'espace intermembranaire.

La condition préalable de base pour la chaîne de transport d'électrons est l'augmentation de l'électronégativité du complexe enzymatique. Cela signifie que la capacité des complexes enzymatiques à attirer les électrons négatifs devient de plus en plus forte. En plus du premier produit final, l'eau, un gradient de protons a été établi dans l'espace intermembranaire par la chaîne respiratoire.

Dans cet espace, de l'énergie est stockée, qui est utilisée pour accumuler de l'ATP (adénosine triphosphate). C'est la tâche du cinquième et dernier complexe enzymatique (ATP synthase). Le cinquième complexe enjambe la membrane mitochondriale comme un tunnel.

À travers ce tunnel, entraîné par la différence de concentration, les protons refluent dans l'espace matriciel. De cette manière, l'ADP (adénosine diphosphate) et le phosphate inorganique sont convertis en ATP, qui est disponible pour tout l'organisme. La pompe à protons est le cinquième et dernier complexe enzymatique de la chaîne respiratoire.

À travers elle, les protons refluent de l'espace intermembranaire dans l'espace matriciel. Ceci n'est rendu possible que par la différence de concentration précédemment établie entre les deux espaces de réaction. L'énergie stockée dans le gradient de protons est utilisée pour synthétiser l'ATP (adénosine triphosphate) à partir du phosphate et de l'ADP. L'ATP est le vecteur d'énergie universel de notre corps et est essentiel pour un grand nombre de réactions. Puisqu'il est généré au niveau de la pompe à protons, on l'appelle également ATP synthase.