सांस की श्रृंखला: कार्यात्मक एंजाइमों

किसी भी जीव की कोशिकाओं में सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं ऊर्जा व्यय से होते हैं। सांस की श्रृंखला - एक दृश्य विशिष्ट संरचनाओं कि माइटोकॉन्ड्रिया के भीतरी झिल्ली पर स्थित है और एटीपी के गठन के लिए की सेवा कर रहे हैं। एडेनोसाइन ऊर्जा का एक बहुमुखी स्रोत है और 80 से 120 जूल जमा कर सकते हैं।

श्वसन इलेक्ट्रॉन श्रृंखला - यह क्या है?

इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन ऊर्जा शिक्षा के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वर्तमान - वे माइटोकॉन्ड्रिया कि कणों की एक निर्देशित गति उत्पन्न की झिल्ली के विपरीत दिशा में एक वोल्टेज अंतर पैदा करते हैं। सांस की श्रृंखला (यह आदि, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला) माइटोकॉन्ड्रिया के भीतरी झिल्ली की मोटाई में intermembrane अंतरिक्ष में सकारात्मक आवेशित कणों के हस्तांतरण और नकारात्मक चार्ज कणों में एक मध्यस्थ है।

ऊर्जा के गठन में मुख्य भूमिका एटीपी सिंथेज़ के अंतर्गत आता है। ऊर्जा के इस जटिल सेट जैव रासायनिक ऊर्जा संबंधों में प्रोटॉन गति की दिशा बदल देता है। वैसे, लगभग समान करने के लिए जटिल पौधों की क्लोरोप्लास्ट में स्थित है।

और सांस की श्रृंखला एंजाइमों के परिसरों

इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण एंजाइम प्रणाली की उपस्थिति में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ है। ये जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों, कई प्रतियां जिनमें से बड़ी जटिल संरचनाओं के रूप में, इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण में बिचौलियों के रूप में सेवा करते हैं।

सांस की श्रृंखला के परिसर - आवेशित कणों के परिवहन के केंद्रीय घटक हैं। भीतरी mitochondrial झिल्ली 4 में कुल ऐसे गठन, साथ ही एटीपी सिंथेज़ के हैं। एक परिणाम है, के रूप में intermembrane अंतरिक्ष में हाइड्रोजन प्रोटॉन की रैपिंग आदि इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण और, - इन सभी संरचनाओं एक आम लक्ष्य का हिस्सा एटीपी के संश्लेषण।

जटिल प्रोटीन अणुओं, जो बीच में वहाँ एंजाइमों, संरचनात्मक और संकेत प्रोटीन होते हैं का एक समूह है। 4 परिसरों में से प्रत्येक का केवल उनकी विशिष्ट, समारोह को पूरा करने। चलो देखते हैं जो आदि में कार्य इन संरचनाओं प्रस्तुत करते हैं।

मैं जटिल

mitochondrial झिल्ली मुख्य भूमिका के भीतरी इलाकों में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण सांस की श्रृंखला द्वारा खेला जाता है। हाइड्रोजन प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के उन्मूलन प्रतिक्रिया उनके साथ - मुख्य प्रतिक्रियाओं आदि में से एक परिवहन श्रृंखला का एक पहला समूह (पशुओं में) की NAD * एच + अणु या NADP * एच + (पौधों), चार हाइड्रोजन प्रोटॉन की दरार के बाद मान लिया गया है। वास्तव में, यह जटिल जैव रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण मैं भी कहा जाता है NADH - डिहाइड्रोजनेज (केंद्रीय एंजाइम नाम)।

रचना डिहाइड्रोजनेज जटिल लोहे सल्फर प्रोटीन 3 प्रकार, और पीला रंग mononucleotide (FMN) शामिल हैं।

द्वितीय जटिल

इस परिसर के ऑपरेशन intermembrane अंतरिक्ष में हाइड्रोजन प्रोटॉन के हस्तांतरण शामिल नहीं है। इस संरचना का मुख्य कार्य succinate ऑक्सीकरण के माध्यम से इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों आपूर्ति है। केंद्रीय एंजाइम जटिल - succinate-ubiquinone oxidoreductase, जो ubiquinone को succinic एसिड और हस्तांतरण से इलेक्ट्रॉनों की दरार को उत्प्रेरित lipophilic है।

हाइड्रोजन प्रोटॉन और दूसरा परिसर में इलेक्ट्रॉनों की प्रदायक भी एफएडी * एच _{2 है।} हालांकि, एडीनाइन डाईन्यूक्लियोटाइड दक्षता इसके analogues की तुलना में कम पीला रंग - NAD या NADP * एच * एच

रचना द्वितीय जटिल लोहे सल्फर प्रोटीन और केंद्रीय oxidoreductase एंजाइम succinate के तीन प्रकार के होते हैं।

तृतीय जटिल

खाते के अगले घटक, आदि साइटोक्रोम बी ₅₅₆ के होते हैं ख _560, और ग _1, साथ ही लोहे सल्फर प्रोटीन जोखिम। तीसरे सेट के रोजगार intermembrane अंतरिक्ष में दो हाइड्रोजन प्रोटॉन के हस्तांतरण के साथ जुड़ा हुआ है, और lipophilic ubiquinone से इलेक्ट्रॉनों सी साइटोक्रोम के लिए

प्रोटीन के जोखिम विशेषता है कि यह वसा में घुल रहा है। इस समूह है कि सांस की श्रृंखला, पानी में घुलनशील की परिसरों में मुलाकात की अन्य प्रोटीन। यह सुविधा भीतरी mitochondrial झिल्ली की मोटाई में प्रोटीन अणुओं की स्थिति प्रभावित करता है।

ubiquinone-साइटोक्रोम ग oxidoreductase के रूप में कार्य के तीसरे सेट।

जटिल चतुर्थ

उन्होंने कहा कि साइटोक्रोम-ऑक्सीडेंट जटिल है कि आदि में अंतिम गंतव्य है अपना काम ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए साइटोक्रोम ग से इलेक्ट्रॉनों हस्तांतरण करने के लिए है। इसके बाद ऋणात्मक आवेश वाले हे परमाणुओं पानी के रूप में हाइड्रोजन प्रोटॉन के साथ प्रतिक्रिया करेंगे। मुख्य एंजाइम - साइटोक्रोम ग oxidoreductase ऑक्सीजन।

चौथे जटिल की संरचना साइटोक्रोम एक, एक _3, और दो तांबे परमाणुओं भी शामिल है। ऑक्सीजन के लिए इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण में केंद्रीय भूमिका _के लिए एक ₃ साइटोक्रोम चला _गया। इन संरचनाओं की बातचीत नाइट्रोजन साइनाइड और कार्बन मोनोऑक्साइड दबा दिया जाता है, एक वैश्विक अर्थ में, यह एटीपी संश्लेषण और विनाश की समाप्ति की ओर जाता है।

ubiquinone

Ubiquinone - एक विटामिन जैसा पदार्थ, एक lipophilic यौगिक है, जो झिल्ली की मोटाई में स्वतंत्र रूप से ले जाता है। माइटोकॉन्ड्रियल सांस की श्रृंखला, इस संरचना बिना नहीं कर सकते अर्थात्। कश्मीर। यह जटिल III के पहले और दूसरे परिसरों से इलेक्ट्रॉन परिवहन के लिए जिम्मेदार है।

Ubiquinone एक benzoquinone व्युत्पन्न है। यह संरचना योजनाएं क्यू पत्र या संक्षिप्त एल.एन. (lipophilic ubiquinone) में करने के लिए भेजा जा सकता है। एक मजबूत आक्सीकारक, जो कोशिका के लिए संभावित रूप से खतरनाक है - अणु के ऑक्सीकरण semiquinone का निर्माण होता है।

एटीपी सिंथेज़

ऊर्जा के गठन में मुख्य भूमिका एटीपी सिंथेज़ के अंतर्गत आता है। यह संरचना कणों (प्रोटॉन) की gribopodobnaya ऊर्जा निर्देशित गति यह रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए उपयोग करता है।

बुनियादी प्रक्रिया है कि आदि भर होता है - ऑक्सीकरण है। सांस की श्रृंखला mitochondrial झिल्ली मोटा में इलेक्ट्रॉन परिवहन और मैट्रिक्स में उनके संचय के लिए जिम्मेदार है। इसके साथ ही, मैं, III और IV के परिसरों intermembrane अंतरिक्ष में हाइड्रोजन प्रोटॉन पंप किया जाता है। झिल्ली के किनारों पर आरोप अंतर एटीपी सिंथेज़ के माध्यम से प्रोटॉन की दिशात्मक आंदोलन की ओर जाता है। के बाद से एच + मैट्रिक्स में प्रवेश, इलेक्ट्रॉनों मिले हैं (ऑक्सीजन के साथ जुड़े रहे हैं) सेल के लिए एक तटस्थ पदार्थ के रूप में - पानी।

एटीपी सिंथेज़ F0 के होते हैं और F1 सब यूनिटों जो एक साथ रूटर अणु के रूप में। एफ 1 तीन तीन अल्फा और बीटा सब यूनिटों, जो एक साथ एक चैनल के रूप में होते हैं। इस चैनल में बिल्कुल एक ही व्यास है, जो एक हाइड्रोजन प्रोटॉन है है। एटीपी सिंथेज़ सिर के माध्यम से सकारात्मक आवेशित कणों बीतने के साथ एफ ₀ अणुओं अपनी धुरी चारों ओर 360 डिग्री से मुड़ जाता है। इस समय के दौरान, एएमपी या ADP (adenozinmono- और diphosphate) करने के लिए एक उच्च ऊर्जा बांड, जो ऊर्जा की बड़ी राशि के चारों ओर के साथ फॉस्फेट अवशेषों जुड़े होते हैं।

एटीपी सिंथेज़ माइटोकॉन्ड्रिया में न केवल शरीर में पाए जाते हैं। पौधों में, इन परिसरों भी रिक्तिकाएं (tonoplast) की झिल्ली, साथ ही क्लोरोप्लास्ट thylakoids पर स्थित हैं।

इसके अलावा पशु में कोशिकाओं और संयंत्र ATPases मौजूद हैं। वे एटीपी सिंथेज़ के रूप में एक समान संरचना है, लेकिन उनकी कार्रवाई ऊर्जा का व्यय करने के लिए फॉस्फेट अवशेषों के उन्मूलन पर निर्देशित है।

सांस की श्रृंखला के जैविक अर्थ

सबसे पहले, अंत उत्पाद आदि प्रतिक्रियाओं तथाकथित चयापचय पानी (प्रतिदिन 300-400 मिलीलीटर) है। दूसरे, अणु के जैव रासायनिक बांड में एटीपी और ऊर्जा भंडारण के संश्लेषण। दिन में 40-60 किलो एडेनोसाइन के संश्लेषण से, और एक ही एंजाइमों की अभिक्रियाएं कोशिकाओं में प्रयोग किया जाता है। एटीपी के एक अणु के जीवन, 1 मिनट है तो सांस की श्रृंखला को सुचारू रूप से काम करना होगा, सही और त्रुटियों के बिना। अन्यथा, सेल मर जाएगा।

माइटोकॉन्ड्रिया किसी भी सेल के विद्युत स्टेशन माना जाता है। उनकी संख्या ऊर्जा है कि कुछ कार्यों के लिए आवश्यक हैं पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स 1000 माइटोकॉन्ड्रिया जो अक्सर अन्तर्ग्रथनी तथाकथित पट्टिका में एक क्लस्टर के रूप में गिना जा सकता है।

पौधों और जानवरों में सांस की श्रृंखला के बीच मतभेद

पौधों में, सेल के एक अतिरिक्त "ऊर्जा संयंत्रों" एक क्लोरोप्लास्ट है। इन अंगों की भीतरी झिल्ली पर भी एटीपी सिंथेज़ पाए जाते हैं, और इस जानवर की कोशिकाओं के ऊपर एक फायदा है।

इसके अलावा पौधों कारण आदि में साइनाइड के लिए प्रतिरोधी तरीका करने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन और साइनाइड की उच्च सांद्रता में जीवित रह सकते हैं सांस की श्रृंखला इस प्रकार ubiquinone, जिसमें से इलेक्ट्रॉनों सीधे ऑक्सीजन परमाणुओं को स्थानांतरित कर रहे हैं पर समाप्त होता है। नतीजतन, कम एटीपी संश्लेषित है, तथापि, संयंत्र प्रतिकूल परिस्थितियों जीवित रह सकते हैं। ऐसे मामलों में पशु, लंबे समय तक प्रदर्शन मरने के लिए।

हम जब 1 इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित एटीपी सूचक गठन के माध्यम से NAD, एफएडी और साइनाइड के लिए प्रतिरोधी पथ की दक्षता में तुलना कर सकते हैं।

• NAD या NADP एटीपी के 3 अणुओं द्वारा गठित साथ;
• एफएडी एटीपी के दो अणुओं के साथ बनाई है;
• साइनाइड रूपों 1 स्थायी पथ एटीपी अणु।

आदि की विकासवादी महत्व

सभी यूकेरियोटिक जीव के लिए, ऊर्जा का एक प्रमुख स्रोत सांस की श्रृंखला है। सेल में जैव रसायन एटीपी संश्लेषण दो प्रकार के, सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण और आक्सीकारक फास्फारिलीकरण में बांटा गया है। आदि ऊर्जा के दूसरे प्रकार, यानी ई। के कारण प्रतिक्रियाओं रिडॉक्स करने के संश्लेषण में प्रयोग किया जाता है।

प्रोकार्योटिक जीवों में एटीपी केवल ग्लाइकोलाइसिस चरण में सब्सट्रेट phosphorylation में गठन किया था। छह-कार्बन शर्करा (अधिमानतः ग्लूकोज) प्रतिक्रिया चक्र में शामिल है, और उत्पादन सेल एटीपी के दो अणु प्राप्त करता है। ऊर्जा के इस प्रकार के सबसे आदिम संश्लेषण, यानी। आक्सीकारक फास्फारिलीकरण दौरान लालकृष्ण Eukaryotes का गठन 36 एटीपी अणुओं माना जाता है।

हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि आज के पौधों और जानवरों फास्फारिलीकरण सब्सट्रेट करने के लिए क्षमता खो दिया है। बस एटीपी संश्लेषण के इस प्रकार सेल में ऊर्जा उत्पादन के तीन चरणों का केवल एक ही था।

eukaryotes में ग्लाइकोलाइसिस सेल के साइटोप्लाज्म में जगह लेता है। वहाँ के लिए सभी आवश्यक एंजाइमों के दो अणुओं के लिए ग्लूकोज तोड़ना सकते हैं पाइरुविक अम्ल एटीपी के 2 अणु बनाते हैं। बाद के सभी चरणों माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में जगह ले लो। क्रेब्स चक्र या tricarboxylic एसिड चक्र, के रूप में माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। यह जिसके परिणामस्वरूप NAD और एफएडी * एच * एच 2 के संश्लेषण के रूप में श्रृंखला प्रतिक्रिया बंद कर दिया। इन अणुओं आदि में एक उपभोज्य के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा