श्वसन श्रृंखला: कार्यात्मक इन्जाइमहरु

कुनै पनि जीव को कक्षहरू सबै जीव रसायन प्रतिक्रिया ऊर्जा खर्च संग आउँदैन। श्वसन श्रृंखला - mitochondria को भित्री झिल्ली मा स्थित र ATP को गठन को लागि सेवा गर्दै एक अनुक्रम विशिष्ट संरचना। Adenosine ऊर्जा एक बहुमुखी स्रोत छ र 80 120 गर्न केजी जम्मा गर्न सक्नुहुन्छ।

श्वसन इलेक्ट्रन श्रृंखला - यो के हो?

इलेक्ट्रॉनों र प्रोटन ऊर्जा शिक्षा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। वर्तमान - तिनीहरूले कणहरु को एक निर्देशित गति उत्पन्न कि mitochondria को झिल्ली को विपरीत पक्ष मा एक भोल्टेज फरक सिर्जना गर्नुहोस्। श्वसन श्रृंखला (यसलाई आदि, इलेक्ट्रन परिवहन श्रृंखला) mitochondria को भित्री झिल्ली को मोटाई मा intermembrane ठाउँ मा सकारात्मक चार्ज कणहरु को स्थानान्तरण र नकारात्मक चार्ज कणहरु मा एक मध्यस्थ छ।

ऊर्जा को गठन मा मुख्य भूमिका ATP-synthase पर्छ। को जीव रसायन ऊर्जा सम्बन्धहरु मा प्रोटन गति निर्देशन alters ऊर्जा यस जटिल सेट। खैर, लगभग समान जटिल बिरुवाहरु को chloroplasts मा स्थित छ छ।

र श्वसन श्रृंखला इन्जाइमहरु को परिसर

इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण इन्जाइम सिस्टम को उपस्थिति मा जीव रसायन प्रतिक्रिया सँगसँगै छ। यी biologically सक्रिय पदार्थ, धेरै प्रतिहरू जो, ठूलो जटिल संरचना गठन इलेक्ट्रॉनों को स्थानान्तरण मा मध्यस्थ रूपमा सेवा गर्छन्।

श्वसन श्रृंखला को परिसर - चार्ज कणहरु को परिवहन को केन्द्रीय घटक हो। भित्री mitochondrial झिल्ली 4 मा कुल यस्तो गठन, साथै ATP synthase को हो। एक परिणाम, को रूप मा, intermembrane ठाउँ मा हाइड्रोजन प्रोटन को लपेटन आदि इलेक्ट्रन स्थानान्तरण र - यी सबै संरचना एउटा सामान्य लक्ष्य साझेदारी ATP को संश्लेषण।

यो जटिल जो बीच त्यहाँ इन्जाइमहरु, संरचनात्मक र संकेत प्रोटीन छन् प्रोटिन अणु, एक क्लस्टर छ। 4 परिसर प्रत्येक यसको मात्र आफ्नो विशेषता, समारोह पूरा। का जो आदि मा कार्यहरू यी संरचना प्रस्तुत हेरौं।

म जटिल

को mitochondrial झिल्ली मुख्य भूमिका को भित्री मा इलेक्ट्रॉनों को स्थानान्तरण श्वसन श्रृंखला द्वारा प्ले छ। हाइड्रोजन प्रोटन र इलेक्ट्रॉनों को उन्मूलन प्रतिक्रिया तिनीहरूलाई सँगैको - मुख्य प्रतिक्रिया आदि को एक चार हाइड्रोजन प्रोटन को cleavage पछि NAD * एच + को अणु (जनावर मा) वा NADP * एच + (बोट), मान्छ परिवहन श्रृंखला को पहिलो सेट। वास्तवमा, कारण यो जटिल जीव रसायन प्रतिक्रिया म पनि भनिन्छ NADH - dehydrogenase (केन्द्रीय इन्जाइम नाम)।

को संरचना dehydrogenase जटिल फलाम-सल्फर प्रोटीन 3 प्रकार र flavin mononucleotide (FMN) समावेश गर्नुहोस्।

द्वितीय जटिल

यो जटिल को सञ्चालन गर्ने intermembrane ठाउँ मा हाइड्रोजन प्रोटन को स्थानान्तरण समावेश छैन। यो संरचना को मुख्य कार्य succinate ओक्सीकरण को माध्यम द्वारा इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला गर्न थप इलेक्ट्रॉनों आपूर्ति छ। केन्द्रीय इन्जाइम जटिल - succinate-ubiquinone oxidoreductase, ubiquinone गर्न succinic एसिड र स्थानान्तरण देखि इलेक्ट्रॉनों को cleavage catalyzes जो lipophilic छ।

दोस्रो जटिल गर्न हाइड्रोजन प्रोटन र इलेक्ट्रॉनों को आपूर्तिकर्ता पनि सनक * एच _{2 छ।} तथापि, adenine dinucleotide यसको analogues भन्दा कम दक्षता flavin - NAD वा NADP * एच एच

को द्वितीय संरचना जटिल फलाम-सल्फर प्रोटीन र केन्द्रीय oxidoreductase इन्जाइम succinate तीन प्रकारका हुन्छन्।

III जटिल

खाता को अर्को घटक, आदि cytochrome ख ₅₅₆ को हुन्छन् ख _560, र ग _1, साथै फलाम-सल्फर प्रोटिन जोखिम। तेस्रो सेट को रोजगार intermembrane ठाउँ मा दुई हाइड्रोजन प्रोटन को स्थानान्तरण सम्बन्धित छ, र lipophilic ubiquinone देखि इलेक्ट्रॉनों सी cytochrome गर्न

प्रोटिनको जोखिम सुविधा यो बोसो घुल छ। कि पानी घुलनशील श्वसन श्रृंखला, को परिसर मा भेट यो समूह अन्य प्रोटीन। यो सुविधा भित्री mitochondrial झिल्ली को मोटाई मा प्रोटिन अणु को स्थिति असर गर्छ।

कार्य ubiquinone-cytochrome ग oxidoreductase रूपमा तेस्रो सेट।

जटिल चतुर्थ

को आदि मा अन्तिम गन्तव्य हो भनेर उहाँले cytochrome-oxidant जटिल यसको काम ओक्सीजन अणुहरु लागि cytochrome ग बाट इलेक्ट्रॉनों स्थानान्तरण गर्न छ। पछि नकारात्मक चार्ज हे अणुहरु पानी गठन गर्न हाइड्रोजन प्रोटन संग प्रतिक्रिया हुनेछ। मुख्य इन्जाइम - cytochrome ग oxidoreductase अक्सिजन।

चौथो जटिल संरचना cytochrome एक, एक _3, र दुई तामा अणुहरु समावेश छ। अक्सिजन गर्न इलेक्ट्रॉनों को स्थानान्तरण मा केन्द्रिय भूमिका ₃ cytochrome _भयो। यी संरचना को अन्तरक्रिया, नाइट्रोजन Cyanide र कार्बन मोनोअक्साइड दबेको छ एक वैश्विक अर्थमा, यो ATP संश्लेषण र विनाश को समापन गर्न जान्छ।

ubiquinone

Ubiquinone - एक भिटामिन-जस्तो पदार्थ, एक lipophilic मिश्रित, को झिल्ली को मोटाई मा खुला उत्प्रेरित गर्छ जो। mitochondrial श्वसन श्रृंखला यो संरचना बिना गर्न सक्नुहुन्न, अर्थात्। K। यो जटिल III म र द्वितीय को परिसर देखि इलेक्ट्रन परिवहन लागि जिम्मेवार छ।

Ubiquinone एक benzoquinone व्युत्पन्न छ। यो संरचना योजनाहरु क्यू पत्र वा संक्षिप्त LN (lipophilic ubiquinone) मा उल्लेख गर्न सकिन्छ। सेल लागि संभावित खतरनाक छ जो एक बलियो oxidizer, - को अणु को ओक्सीकरण semiquinone को गठन गर्न जान्छ।

ATP synthase

ऊर्जा को गठन मा मुख्य भूमिका ATP-synthase पर्छ। यो संरचना रासायनिक ऊर्जा यसलाई रूपान्तरण गर्न कणहरु (प्रोटन) को gribopodobnaya ऊर्जा निर्देशित गति प्रयोग गर्दछ।

को आदि भर हुन्छ कि आधारभूत प्रक्रिया - ओक्सीकरण छ। श्वसन श्रृंखला मोटा को mitochondrial झिल्ली मा इलेक्ट्रन परिवहन र म्याट्रिक्स आफ्नो संग्रह लागि जिम्मेवार छ। साथ, म, III र चतुर्थ को परिसर को intermembrane ठाउँ मा हाइड्रोजन प्रोटन पम्प्ड छ। को झिल्ली को पक्ष मा शुल्क फरक भएको ATP synthase मार्फत प्रोटन को दिशात्मक आन्दोलन गर्न जान्छ। एच + मैट्रिक्स प्रविष्ट भएकोले इलेक्ट्रॉनों पूरा (अक्सिजन सम्बन्धित छन्) कक्ष लागि तटस्थ पदार्थ गठन गर्ने - पानी।

ATP synthase F0 को को हुन्छन् र F1 subunits जो सँगै राउटर अणु फारम। F1 सँगै एउटा च्यानल गठन जो तीन तीन अल्फा र बिटा subunits, को हुन्छन्। यो च्यानल जो एक हाइड्रोजन प्रोटन छ ठीक त्यही व्यास, छ। को ATP synthase टाउको मार्फत सकारात्मक चार्ज कणहरु को खण्ड संग फा ₀ अणु यसको अक्ष वरिपरि 360 डिग्री द्वारा मुड छ। यो समयमा, एएमपी वा ADP (adenozinmono- र diphosphate) एउटा उच्च-ऊर्जा बन्धन, ऊर्जा को ठूलो रकम चारै ओर जो संग फस्फेट अवशेषहरु संलग्न छन्।

ATP synthase मात्र होइन mitochondria मा, शरीर मा पाइन्छन्। बोट, यी परिसर पनि vacuoles (tonoplast) को झिल्ली, साथै chloroplast thylakoids मा अवस्थित छ।

पनि पशु कक्षहरू र बोट ATPases छैनन्। तिनीहरूले ATP synthase को कि रूपमा यस्तै संरचना छ, तर आफ्नो कार्य ऊर्जा को खर्च गर्न फस्फेट अवशेष को उन्मूलन मा निर्देशित छ।

श्वसन श्रृंखला को जैविक अर्थ

पहिले, अन्त उत्पादन आदि प्रतिक्रिया तथाकथित चयापचय पानी (प्रति दिन 300-400 एमएल) छ। दोश्रो, को अणु को जीव रसायन बन्धन मा ATP र ऊर्जा भण्डारणको संश्लेषण। दिन मा 40-60 किलो adenosine संश्लेषित छ, र सोही enzymatic प्रतिक्रिया कक्षहरू मा प्रयोग गरिन्छ। श्वसन श्रृंखला, सञ्चालन सजिलै पर्छ त्यसैले सही र त्रुटिहरू बिना ATP को एक अणु को जीवन, 1 मिनेट छ। अन्यथा, सेल मर्नेछन्।

Mitochondria कुनै पनि सेल को पावर स्टेशन मानिन्छ। तिनीहरूको संख्या केही कार्यहरु लागि आवश्यक छन् भनेर ऊर्जा मा निर्भर गर्दछ। उदाहरणका लागि, न्यूरन्स अक्सर पट्टिका तथाकथित को Synaptic मा एक क्लस्टर गठन जो 1000 mitochondria सम्म गणना गर्न सकिन्छ।

बोट र जनावर मा श्वसन श्रृंखला बीच मतभेद

बिरुवाहरु मा, सेल को एक अतिरिक्त "शक्ति बिरुवाहरु" एक chloroplast छ। यी organelles को भित्री झिल्ली पनि ATP synthase छन्, र यो जनावर कक्षहरू एउटा फाइदा छ।

पनि बिरुवाहरु कारण आदि Cyanide-प्रतिरोधी तरिका गर्न कार्बन मोनोअक्साइड, नाइट्रोजन र Cyanide को उच्च एकाग्रता मा बच्न सक्नुहुन्छ यसरी श्वसन श्रृंखला ubiquinone, इलेक्ट्रॉनों सीधा अक्सिजन अणुहरु हस्तान्तरण जुन देखि मा समाप्त। फलस्वरूप, ATP संश्लेषित छ कम तथापि, बोट प्रतिकूल अवस्था बच्न सक्नुहुन्छ। यस्तो अवस्थामा पशु, मर्न लामो समयसम्म जोखिम।

1 इलेक्ट्रन स्थानान्तरणका जब हामी ATP सूचक गठन मार्फत NAD, सनक र Cyanide-प्रतिरोधी बाटो को दक्षता तुलना गर्न सक्नुहुन्छ।

• NAD वा ATP को 3 अणु द्वारा गठन NADP संग;
• सनक ATP दुई अणु संग गठन गरिएको छ;
• Cyanide को 1 दिगो बाटो ATP अणु खेल्छ।

आदि विकासवादी महत्त्व

सबै eukaryotic जीव लागि, ऊर्जा को एक प्रमुख स्रोत श्वसन श्रृंखला छ। सेल मा जैव रसायन ATP संश्लेषण दुई प्रकार, सब्सट्रेट phosphorylation र oxidative phosphorylation विभाजन गरिएको छ। आदि प्रतिक्रिया redox गर्न ऊर्जा दोस्रो प्रकार, अर्थात्। ई कारणले को संश्लेषण मा प्रयोग गरिन्छ।

prokaryotic जीव मा ATP मात्र glycolysis चरणमा सब्सट्रेट phosphorylation गठन। छ-कार्बन शर्करा (प्राथमिकताको ग्लूकोज) प्रतिक्रिया चक्र संलग्न र उत्पादन सेल ATP दुई अणु प्राप्त गर्दछ। ऊर्जा यस प्रकारको oxidative phosphorylation समयमा K. Eukaryotes 36 ATP अणु गठन अर्थात्। सबैभन्दा आदिम संश्लेषण, हुन मानिन्छ।

तर, यो आजको बिरुवाहरु र जनावर phosphorylation Substrate गर्ने क्षमता नष्ट गरेको होइन। बस ATP संश्लेषण यस प्रकारको सेल मा ऊर्जा उत्पादन तीन चरणमा मात्र थियो।

eukaryotes मा Glycolysis सेल को cytoplasm मा स्थान लिन्छ। त्यहाँ दुई अणु गर्न ग्लूकोज cleave गर्न सक्ने सबै आवश्यक इन्जाइमहरु छन् पाइरुभिकएसिड ATP को 2 अणु गठन गर्ने। पछि सबै कदम को mitochondrial म्याट्रिक्स मा ठाउँ लिन। क्रेब्स चक्र वा tricarboxylic एसिड चक्र, जस्तै mitochondria मा हुन्छ। यो जो को NAD र सनक * एच H2 synthesize फलस्वरूप श्रृंखला प्रतिक्रिया बन्द। यी अणु आदि मा एक उपभोज्य रूपमा प्रयोग गरिनेछ