La chaîne de transport d'électrons (ETC) est un processus de réaction redox en plusieurs étapes qui se produit à l'intérieur des organites cellulaires spécifiques. Discutons en détail de la chaîne de transport d'électrons ci-dessous.
La chaîne de transport d'électrons se déroule à l'intérieur des mitochondries chez les eucaryotes. Il s'agit d'une action en série de quatre complexes protéiques pour le couplage des réactions redox. Ici, un gradient chimique est créé en utilisant des électrons provenant de porteurs d'électrons.
Le catabolisme des molécules organiques libère des électrons qui entrent alors dans la chaîne et sont excités par la lumière. En conséquence, de l'énergie est produite.
Protéines impliquées dans la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries
La chaîne de transport d'électrons implique l'utilisation d'une série de complexes multiprotéiques. Discutons davantage des protéines impliquées dans ce processus.
Les protéines impliquées dans la chaîne de transport des électrons dans les mitochondries sont :
- Complexe I : Il est également appelé ubiquinone oxydoréductase. Il est généralement formé de FMN (flavine mononucléotide), de huit clusters fer-soufre (Fe-S) et de DADH déshydrogénase. Il contribue à quatre ions hydrogène dans le processus ETC qui sont déplacés de la matrice vers l'espace intermembranaire des mitochondries.
(NADH + H+) + CoQ + 4H+ (matrice) -> NAD+ + CoQH2 + 4H+
- Complexe II : Il est aussi appelé succinate déshydrogénase. Il agit comme un point d'entrée secondaire dans l'ETC en acceptant les électrons du succinate. Il n'est pas impliqué dans la translocation des protons et donc moins de molécules d'ATP sont libérées par cette voie.
Succinate + FAD -> Fumarate + 2H+ + FADH2
FADH2 + CoQ -> FAD + CoQH2
- Coenzyme Q : Il est composé de quinone et d'une queue hydrophobe. Il est également connu sous le nom d'ubiquinone (CoQ). La coenzyme Q est un transporteur d'électrons et aide également à transférer des électrons vers le complexe suivant de la série.
- Complexe III: Ce complexe est formé de cytochrome b, de sous-unités de Rieske et de sous-unités de cytochrome c et est également appelé cytochrome c réductase. Il est impliqué dans le transfert d'électrons et ne peut accepter qu'un seul électron à la fois. Il contribue à générer le gradient d'électrons en apportant quatre protons à la fin du cycle Q complet dans l'espace intermembranaire.
- Complexe IV: Il est également connu sous le nom de cytochrome c oxydase qui oxyde le cytochrome c puis transfère les électrons à l'oxygène. C'est le dernier transporteur d'électrons dans le processus de chaîne de transport d'électrons. Il contribue également au gradient de protons en libérant quatre protons dans l'espace intermembranaire.
2 cytochrome c + ½ O2 + 4H+ -> 2cytochrome c + 1 H2O + 2H+
- Complexe V : Il est également connu sous le nom d'ATP synthase. Il fonctionne dans la synthèse d'ATP en utilisant le gradient de protons qui s'accumule dans l'ETC à travers la membrane interne des mitochondries.
Les sous-unités f0 et f1 de l'ATP synthase subissent certains changements conformationnels qui régulent la synthèse d'ATP. Avec tous les quatre ions H+, une molécule d'ATP est produite. Cette action de l'ATP synthase peut également être inversée, consommant de l'ATP pour générer un gradient de protons. Cette action inverse a été observée chez certaines bactéries.
Où se produit la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries ?
La mitochondrie est l'organite central où se déroulent tous les processus de production d'énergie. Voyons en détail où la chaîne de transport d'électrons se produit dans les mitochondries.
La phosphorylation oxydative et la chaîne de transport d'électrons se produisent dans la membrane mitochondriale interne. Une série de complexes protéiques intégrés dans la membrane mitochondriale facilite le processus de chaîne de transport d'électrons.
La membrane interne des mitochondries contient des plis appelés crêtes qui aident à augmenter la capacité des mitochondries à synthétiser les molécules d'ATP. Les plis permettent l'emballage d'une plus grande quantité d'ATP synthase et d'autres enzymes ETC dans les mitochondries.
Comment la chaîne de transport d'électrons se produit-elle dans les mitochondries ?
Le processus de la chaîne de transport d'électrons est activement régulé et hautement surveillé. Voyons comment le processus se déroule à l'intérieur des mitochondries.
La chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries implique l'action collaborative de quatre complexes qui travaillent ensemble dans le couplage de réactions redox et génèrent un gradient électrochimique conduisant finalement à la synthèse d'ATP.
L'ensemble du processus est appelé phosphorylation oxydative qui implique deux processus de chaîne de transport d'électrons et de chimiosmose. Il se produit dans mitochondries et dans les chloroplastes dans le cadre de la respiration cellulaire et de la photosynthèse.
Quelles sont les étapes de la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries ?
La chaîne de transport d'électrons se déroule en une série d'étapes hautement régulées à l'intérieur des mitochondries. Parlons de ces étapes en détail.
Voici les étapes incluses dans la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries :
Étape 1 : Le complexe I ou NADH déshydrogénase entre en contact avec la molécule de NADH et en reçoit deux électrons après l'avoir oxydé en NAD+. Deux hydrogènes par molécules de NADH sont produits à partir du complexe I qui sont transportés vers l'espace intermembranaire.
Étape 2 : Le complexe II oxyde FADH2 en FAD et reçoit deux électrons.
Étape 3 : Les électrons reçus du complexe I et du complexe II sont transférés à l'ubiquinone, qui est un transporteur d'électrons.
Étape 4 : L'ubiquinone transporte les électrons vers le complexe III qui, à son tour, pompe un hydrogène par électron hors de la matrice.
Étape 5 : Les électrons sont déplacés vers la protéine cytochrome c qui transporte les électrons vers le complexe IV.
Étape 6 : Le complexe IV est un accepteur d'électrons qui transporte l'oxygène. Ce complexe nécessite quatre électrons pour sa fonction. Il crée deux molécules d'eau et pompe le reste des protons dans l'espace intermembranaire.
Étape 7 : Cette étape est la dernière étape du processus qui implique la formation d'ATP à l'aide de l'ATP synthase et le processus est nommé chimiosmose.
La dernière étape de ce processus de respiration cellulaire aérobie est la production de molécules d'ATP qui se produit à l'intérieur des mitochondries. Les électrons à haute énergie sont rassemblés par NAD + et FAD, ce qui aide à la conversion de l'ADP en ATP.
Fonctions de la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries
La chaîne de transport d'électrons est un processus important dans les mitochondries. Discutons en détail de son importance dans les mitochondries.
Les fonctions de la chaîne de transport d'électrons dans les mitochondries sont énumérées ci-dessous :
- À l'intérieur des mitochondries, l'ETC produit un gradient électrochimique transmembranaire de protons.
- Il participe activement à la production de molécules d'adénosine triphosphate dans les mitochondries.
- La chaîne de transport d'électrons fait partie de la phosphorylation oxydative dans la membrane mitochondriale eucaryote.
- La conservation de l'énergie sous forme de gradient chimiosmotique est l'objectif fondamental de la chaîne de transport d'électrons.
Combien d'ATP sont produits dans la chaîne de transport d'électrons ?
Le processus d'ETP donne lieu à l'ATP à la fin. Voyons le nombre d'ATP produit dans ce processus.
À l'intérieur de la membrane interne des mitochondries, la chaîne de transport d'électrons produit environ 30 à 32 molécules d'ATP lors de l'étape finale basée sur les dernières études.
À la fin de ce processus, les électrons sont tombés des molécules NADH et FADH2, ce qui entraîne à son tour une plus grande génération d'ATP. L'oxygène est directement utilisé dans le processus et est converti en eau à la fin.
Conclusion
Pour conclure l'article, nous pouvons dire que la chaîne de transport d'électrons se produit dans la membrane interne des mitochondries et est cruciale pour générer le gradient de protons et donc l'énergie sous forme de molécules d'ATP.
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