श्वसन साखळी म्हणजे काय?

व्याख्या

श्वसन शृंखला ही आपल्या शरीरातील पेशींमध्ये ऊर्जा निर्मितीची प्रक्रिया आहे. हे सायट्रेट चक्राशी जोडलेले आहे आणि साखर, चरबी आणि विघटनाची शेवटची पायरी आहे प्रथिने. श्वासोच्छवासाची साखळी आतल्या पडद्यामध्ये स्थित आहे मिटोकोंड्रिया.

श्वसन शृंखलामध्ये, यादरम्यान तयार झालेल्या रिडक्शन समतुल्य (NADH+H+ आणि FADH2) पुन्हा ऑक्सिडायझेशन केले जातात (इलेक्ट्रॉन बंद केले जातात), ज्यामुळे प्रोटॉन ग्रेडियंट स्थापित केला जाऊ शकतो. हे शेवटी सार्वत्रिक ऊर्जा वाहक एटीपी (एडेनोसिन ट्रायफॉस्फेट) तयार करण्यासाठी वापरले जाते. श्वासोच्छवासाची साखळी पूर्णपणे चालू ठेवण्यासाठी ऑक्सिजन देखील आवश्यक आहे.

श्वसन साखळीचा क्रम

श्वसन शृंखला आतील माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लीमध्ये एकत्रित केली जाते आणि एकूण पाच एंजाइम कॉम्प्लेक्स असतात. हे सायट्रेट सायकलचे अनुसरण करते ज्यामध्ये NADH+H+ आणि FADH2 हे रिडक्शन समतुल्य तयार होतात. हे घट समतुल्य या दरम्यान ऊर्जा साठवतात आणि श्वसन शृंखलामध्ये पुन्हा ऑक्सिडाइझ केले जातात.

ही प्रक्रिया श्वसन शृंखलाच्या पहिल्या दोन एन्झाइम कॉम्प्लेक्समध्ये होते. कॉम्प्लेक्स 1: NADH+H+ पहिल्या कॉम्प्लेक्सपर्यंत पोहोचते (NADH-ubiquinone oxidoreductase) आणि दोन इलेक्ट्रॉन देते. त्याच वेळी मॅट्रिक्स स्पेसमधून इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये 4 प्रोटॉन पंप केले जातात.

कॉम्प्लेक्स 2: FADH2 दुस-या एन्झाइम कॉम्प्लेक्समध्ये (सक्सीनेट-यूबिक्विनोन ऑक्सिडोरेक्टेस) त्याचे दोन इलेक्ट्रॉन देते, परंतु इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये कोणतेही प्रोटॉन प्रवेश करत नाहीत. कॉम्प्लेक्स 3: सोडलेले इलेक्ट्रॉन तिसऱ्या एन्झाइम कॉम्प्लेक्समध्ये (यूबिक्विनोन सायटोक्रोम सी ऑक्सिडोरेक्टेस) हस्तांतरित केले जातात, जेथे मॅट्रिक्स स्पेसमधून इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये आणखी 2 प्रोटॉन पंप केले जातात. कॉम्प्लेक्स 4: शेवटी, इलेक्ट्रॉन चौथ्या कॉम्प्लेक्समध्ये पोहोचतात (सायटोक्रोम-सी-ऑक्सीडोरेडक्टेस).

येथे इलेक्ट्रॉन ऑक्सिजन (O2) मध्ये हस्तांतरित केले जातात, जेणेकरून दोन अतिरिक्त प्रोटॉनसह पाणी (H2O) तयार होते. त्याद्वारे 2 प्रोटॉन पुन्हा इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये प्रवेश करतात. कॉम्प्लेक्स 5: एकूण आठ प्रोटॉन आता मॅट्रिक्स स्पेसमधून इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये पंप केले गेले आहेत.

इलेक्ट्रॉन वाहतूक साखळीसाठी मूलभूत पूर्वस्थिती म्हणजे एंजाइम कॉम्प्लेक्सची वाढती इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी. याचा अर्थ एंजाइम कॉम्प्लेक्सची नकारात्मक इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची क्षमता अधिक मजबूत आणि मजबूत होते. पहिल्या अंतिम उत्पादनाव्यतिरिक्त, पाणी, श्वसन साखळीद्वारे इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये प्रोटॉन ग्रेडियंट स्थापित केला गेला.

या जागेत ऊर्जा साठवली जाते, जी एटीपी (एडेनोसिन ट्रायफॉस्फेट) तयार करण्यासाठी वापरली जाते. हे पाचव्या आणि शेवटच्या एन्झाइम कॉम्प्लेक्सचे (एटीपी सिंथेस) कार्य आहे. पाचव्या कॉम्प्लेक्समध्ये मायटोकॉन्ड्रियल झिल्ली बोगद्याप्रमाणे पसरते.

या बोगद्याद्वारे, एकाग्रतेतील फरकामुळे, प्रोटॉन परत मॅट्रिक्स स्पेसमध्ये वाहतात. अशाप्रकारे, ADP (एडिनोसाइन डायफॉस्फेट) आणि अजैविक फॉस्फेटचे ATP मध्ये रूपांतर होते, जे संपूर्ण जीवासाठी उपलब्ध आहे. प्रोटॉन पंप हे श्वसन साखळीतील पाचवे आणि शेवटचे एन्झाइम कॉम्प्लेक्स आहे.

त्याद्वारे, इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमधून प्रोटॉन परत मॅट्रिक्स स्पेसमध्ये वाहतात. हे केवळ दोन प्रतिक्रिया स्थानांमधील एकाग्रतेमध्ये पूर्वी स्थापित केलेल्या फरकामुळेच शक्य झाले आहे. प्रोटॉन ग्रेडियंटमध्ये साठवलेली ऊर्जा फॉस्फेट आणि एडीपीपासून एटीपी (एडिनोसिन ट्रायफॉस्फेट) संश्लेषित करण्यासाठी वापरली जाते. एटीपी हा आपल्या शरीराचा सार्वत्रिक ऊर्जा वाहक आहे आणि मोठ्या प्रमाणात प्रतिक्रियांसाठी आवश्यक आहे. ते प्रोटॉन पंपावर तयार होत असल्याने याला एटीपी सिंथेस असेही म्हणतात.