٦-٢ التنفس الهوائي الجزء الرابع الفسفرة التأكسدية وسلسلة نقل الإلكترون كامبريدج الصف الثانى عشر скачать в хорошем качестве

٦-٢ التنفس الهوائي الجزء الرابع الفسفرة التأكسدية وسلسلة نقل الإلكترون كامبريدج الصف الثانى عشر

الفسفرة التأكسدية وسلسلة نقل الإلكترون تمثل الفسفرة التأكسدية Oxidative phosphorylation المرحلة الأخيرة من التنفس الهوائي، وتحدث في غشاء الميتوكندريا الداخلي )الشكل 6- 6(. سلسلة نقل الإلكترون Electron transport chain هي سلسلة بروتينات غشائية تسمّى ناقلات الإلكترون Electron carriers ، تتثبت في موضعها في غشاء الميتوكندريون الداخلي )الأعراف(، وهي مرتبة بعضها بجوار بعض، ما يسمح بانتقال الإلكترونات بسهولة على طول السلسلة من بروتين إلى البروتين التالي. وكل ناقل يُختَزَل أولًا )عندما يضاف إليه إلكترون( ثم يتأكسد )عندما يغادره الإلكترون(، وهذه التفاعلات هي تفاعلات أكسدة واختزال .Redox reactions درست أن NAD المُختَزَل ينتج من التحلل السكري، وأن كلًّا من NAD المُختَزَل و FAD المُختَزَل يتكوّنان في دورة كربس. يتكوّن NAD المُختَزَل من التحلل السكري في السيتوبلازم، لكن يمكنه دخول الحشوة بمروره عبر غلاف الميتوكندريا. وتنتقل جميع جزيئات NAD المُختَزَل و FAD المُختَزَل من حشوة الميتوكندريا إلى الغشاء الداخلي، ويتم هنا نزع الهيدروجين الذي تم نقله في تلك الجزيئات. تتكوّن كل ذرة هيدروجين من بروتون وإلكترون، ينفصل الآن أحدهما عن الآخر. يمكن أيضًا الإشارة إلى البروتون باسم أيون الهيدروجين + H. يُنقل الإلكترون e إلى الناقل الأول في سلسلة نقل الإلكترون. يحتوي هذا الإلكترون على طاقة بدأت على شكل طاقة كيميائية كامنة في جزيء الجلوكوز من بداية التحلل السكري. ومع انتقال الإلكترون من ناقل إلى الناقل التالي، يتم إطلاق بعض طاقته، ثم تستخدم بعضها لضخ البروتونات من حشوة الميتوكندريون )الشكل 6- 6( إلى الحيز بين غشاءَي غلاف الميتوكندريا الداخلي والخارجي. وينتج من ذلك تركيز من البروتونات في الحيّز بين الغشاءَين أعلى منه في الحشوة. لذلك، يوجد الآن منحدر تركيز للبروتونات عبر غشاء الميتوكندريا الداخلي. تعود البروتونات الآن إلى حشوة الميتوكندريا بالانتشار المسهل، مع منحدر تركيزها عبر قناة جزيء بروتين كبير هو إنزيم ATP سينثيز ATP synthase ، وتلك القناة تجعله مرتبطًا بغشاء الميتوكندريون الداخلي. ومع مرور البروتون عبر القناة، يتم استخدام طاقته لبناء ATP في عملية تسمّى الأسموزية الكيميائية )الشكل 6- 7(. وأخيرًا، يدخل الأكسجين في هذه العملية. فالأكسجين يعمل كمستقبل نهائي للإلكترونات وذلك بدمجها عندما تصل إلى نهاية سلسلة نقل الإلكترون، إذ تتحد أربعة إلكترونات مع أربعة بروتونات وجزيء أكسجين لتكوين الماء. O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O لا تحدث أي من التفاعلات داخل الميتوكندريون )التفاعل الرابط، ودورة كربس، والفسفرة التأكسدية(، من دون توافر الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون. هذه المراحل، بخاصة الفسفرة التأكسدية، تُنتج ATP أكثر بكثير مما ينتجه التحلل السكري. ويطلق التحلل السكري كمية صغيرة فقط من الطاقة الكيميائية الكامنة من الجلوكوز، لأن الجلوكوز يتأكسد جزئيًا فقط، بحيث تكمل التفاعلات في الميتوكندريون هذه الأكسدة مطلقة المزيد من الطاقة.