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Le fasi della catena di trasporto degli elettroni

La catena di trasporto degli elettroni si compone di 4 complessi proteici (etichettati da I a IV), 2 trasportatori mobili di elettroni, ubichinone e citocromo C (indicati con Q e Cyt C) e ATP sintasi.

I complessi I e II accettano elettroni dai trasportatori di elettroni, NADH e FADH2, prodotti durante la glicolisi e il ciclo di Krebs. Gli elettroni vengono trasportati dall'ubichinone (Q) al Complesso III e infine il citocromo C trasferisce gli elettroni al complesso IV. Il complesso IV catalizza la riduzione dell'ossigeno molecolare per produrre una molecola d'acqua.

L'energia rilasciata attraverso l'ossidazione di NADH e FADH2 da parte del complesso I e II favorisce la formazione di un gradiente elettrochimico di protoni attraverso la membrana mitocondriale interna. Anche il complesso IV contribuisce a questo gradiente elettrochimico. Questo gradiente elettrochimico viene utilizzato dall'ATP sintasi per produrre ATP attraverso la chemiosmosi.

La catena di trasporto degli elettroni avviene nella membrana mitocondriale interna. I quattro complessi che sono coinvolti nella catena, il complesso 1, 2, 3 e 4 e l'ATP sintasi si trovano nella membrana mitocondriale interna. In primo luogo, il NADH prodotto durante il ciclo di Krebs trasporta elettroni al complesso 1, dove gli elettroni subiscono reazioni redox e producono energia. Il complesso 1 pompa 4 protoni fuori dalla matrice mitocondriale nello spazio intermembrana. Gli elettroni sono poi trasportati al complesso 3 dal coenzima Q. Il FADH2 derivante dal ciclo di Krebs porta gli elettroni al complesso 2, dove si muovono attraverso una serie di centri redox, producendo energia, prima di essere trasportati al complesso 3 dal coenzima Q. Gli elettroni si muovono attraverso ulteriori centri redox nel complesso 3, che pompa anche 4 protoni dalla matrice allo spazio intermembrana. Il citocromo C porta gli elettroni dal complesso 3 al complesso 4. Nel complesso 4 gli elettroni riducono l'ossigeno, destinazione finale, per produrre acqua. Il complesso 4 pompa anche 2 protoni dalla matrice allo spazio intermembrana. L'ATP sintasi sfrutta l'energia del gradiente elettrochimico creato dal pompaggio di protoni fuori dalla matrice. Un protone ritorna nella matrice mitocondriale e l'ADP viene fosforilato per produrre ATP usando l'energia risultante.

Figura 1. Fasi dettagliate della catena di trasporto degli elettroni.

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La catena di trasporto degli elettroni