الفسفرة المؤكسدة هي المسار الأيضي الذي تنتقل فيه الإلكترونات من متبرع الإلكترون إلى متقبلات الإلكترون في تفاعلات الأكسدة والاختزال، وتعتبر هذه السلسلة من التفاعلات تطلق الطاقة التي تستخدم في تكوين ATP، ويوجد أربعة مجمعات بروتينية (معقد I-IV) في سلسلة نقل الإلكترون، والتي تشارك في نقل الإلكترونات من (NADH وFADH2) إلى الأكسجين الجزيئي.
ما هي سلسلة نقل الإلكترون
سلسلة نقل الإلكترون عبارة عن سلسلة من أربعة معقدات بروتينية تجمع تفاعلات الأكسدة والاختزال، مما يخلق تدرجًا كهروكيميائيًا يؤدي إلى إنشاء (ATP) في نظام كامل يسمى الفسفرة المؤكسدة، ويحدث في الميتوكوندريا في كل من التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي، وفي الحالة الأولى تأتي الإلكترونات من تكسير الجزيئات العضوية، ويتم إطلاق الطاقة، وفي الأخير، تدخل الإلكترونات السلسلة بعد تحفيزها بالضوء، وتستخدم الطاقة المنبعثة لبناء الكربوهيدرات.
تكوين سلسلة الإلكترونات
يتكون التنفس الخلوي الهوائي من ثلاثة أجزاء: تحلل السكر ودورة حمض الستريك (كريبس) والفسفرة المؤكسدة، وفي تحلل السكر، يتأيض الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات، مع إخراج ATP و(NADH)، ويتأكسد كل بيروفات إلى أسيتيل CoA وجزيء إضافي من NADH وثاني أكسيد الكربون (CO2).
ومن ثم يتم استخدام الأسيتيل (CoA) في دورة حمض الستريك، وهي سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج ثاني أكسيد الكربون، NADH، فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FADH2)، وATP، وفي الخطوة الأخيرة يتم استخدام الثلاثة (NADH وFADH2) المتجمعين من الخطوات السابقة في الفسفرة المؤكسدة، لصنع الماء وATP.
تتكون الفسفرة المؤكسدة من جزأين: سلسلة نقل الإلكترون (ETC) والتناضح الكيميائي، وتكون ETC عبارة عن مجموعة من البروتينات المرتبطة بغشاء الميتوكوندريا الداخلي والجزيئات العضوية، والتي تمر الإلكترونات من خلالها في سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال وتطلق الطاقة وتشكل الطاقة المنبعثة تدرجًا بروتونيًا، والذي يستخدم في التناضح الكيميائي لصنع كمية كبيرة من ATP بواسطة البروتين (ATP-synthase).
التمثيل الضوئي هو عملية التمثيل الغذائي التي تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية لبناء السكريات، وفي التفاعلات المعتمدة على الضوء يتم استخدام الطاقة الضوئية والماء لصنع (ATP وNADPH) والأكسجين (O2)، والتدرج البروتوني المستخدم في صنع أشكال ATP عبر سلسلة نقل الإلكترون وفي التفاعلات الخفيفة المستقلة، ويتكون السكر من (ATP وNADPH) من التفاعلات السابقة.
يمكن القول بأن المركب عبارة عن بنية تتكون من ذرة مركزية أو جزيء أو بروتين مرتبط بشكل ضعيف بالذرات أو الجزيئات أو البروتينات المحيطة، وتكون سلسلة نقل الإلكترون عبارة عن تجميع لأربعة من هذه المجمعات (من I إلى IV)، جنبًا إلى جنب مع ناقلات الإلكترون المتنقلة المرتبطة بها، وتوجد سلسلة نقل الإلكترون في نسخ متعددة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا لحقيقيات النوى والغشاء البلازمي لبدائيات النوى.
