माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की एक श्रृंखला है जो कम किए गए सहकारकों से इलेक्ट्रॉनों को, चरण-दर-चरण, आणविक ऑक्सीजन की ओर ले जाती है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन इस ऊर्जावान ढाल से नीचे जाते हैं, कॉम्प्लेक्स झिल्ली के पार प्रोटॉन पंप करते हैं, ऊर्जा का भंडारण करते हैं जिसका उपयोग बाद में एटीपी सिंथेज़ करता है। यह श्रृंखला ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण का श्वसन कोर है।

Definition

माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला आंतरिक-झिल्ली रेडॉक्स कॉम्प्लेक्स और मोबाइल वाहकों का एक समूह है जो NADH और FADH2 से ऑक्सीजन तक इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है, इस इलेक्ट्रॉन प्रवाह को प्रोटॉन के पंपिंग के साथ जोड़ता है जो प्रोटॉन-मोटिव बल का निर्माण करता है।

Scope

यह विषय श्वसन कॉम्प्लेक्स (I-IV), मोबाइल इलेक्ट्रॉन वाहक कोएंजाइम Q और साइटोक्रोम c, ऑक्सीजन तक इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह, प्रोटॉन का युग्मित पंपिंग, और सुपरकॉम्प्लेक्स में कॉम्प्लेक्स का संगठन शामिल करता है। यह एक जैव रासायनिक संदर्भ है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• श्वसन श्रृंखला किन कॉम्प्लेक्सों से बनी है और वे क्या करते हैं?
• इलेक्ट्रॉन कम किए गए सहकारकों से ऑक्सीजन तक कैसे प्रवाहित होते हैं?
• इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रोटॉन पंपिंग से कैसे जुड़ा है?
• कॉम्प्लेक्स सुपरकॉम्प्लेक्स में कैसे व्यवस्थित होते हैं?

Key concepts

• कॉम्प्लेक्स I (NADH डिहाइड्रोजनेज)
• कॉम्प्लेक्स II (सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज)
• कॉम्प्लेक्स III (साइटोक्रोम bc1)
• कॉम्प्लेक्स IV (साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज)
• कोएंजाइम Q (यूबिक्विनोन)
• साइटोक्रोम c
• श्वसन सुपरकॉम्प्लेक्स
• रेडॉक्स क्षमता ढाल

Mechanisms

इलेक्ट्रॉन कॉम्प्लेक्स I पर NADH से या कॉम्प्लेक्स II पर FADH2 (सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज के माध्यम से) से श्रृंखला में प्रवेश करते हैं, यूबिक्विनोन द्वारा कॉम्प्लेक्स III तक ले जाए जाते हैं, फिर साइटोक्रोम c द्वारा कॉम्प्लेक्स IV तक, जहाँ वे ऑक्सीजन को पानी में कम करते हैं। कॉम्प्लेक्स I, III, और IV मैट्रिक्स से इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में प्रोटॉन पंप करते हैं जैसे ही इलेक्ट्रॉन उनसे गुजरते हैं, अनुकूल रेडॉक्स चरणों द्वारा जारी ऊर्जा को एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटॉन ढाल में परिवर्तित करते हैं। मिशेल का केमियोस्मोटिक ढांचा बताता है कि इलेक्ट्रॉन परिवहन और प्रोटॉन पंपिंग क्यों युग्मित हैं। साक्ष्य इंगित करते हैं कि कॉम्प्लेक्स उच्च-क्रम सुपरकॉम्प्लेक्स में इकट्ठा हो सकते हैं, एक संगठन जो यह प्रभावित करता है कि इलेक्ट्रॉनों को श्रृंखला के माध्यम से कैसे विभाजित किया जाता है।

Clinical relevance

श्वसन-श्रृंखला कार्य में दोष कोशिका की एटीपी उत्पन्न करने की क्षमता को बाधित करते हैं और कई ऊतकों और रोग मॉडलों में इनका अध्ययन किया जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए श्रृंखला के जैव रसायन का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

साइटोक्रोम और श्वसन वाहकों का व्यापक अनुक्रम बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में विकसित किया गया था, और इस इलेक्ट्रॉन प्रवाह का एटीपी संश्लेषण के साथ युग्मन मिशेल की केमियोस्मोटिक परिकल्पना द्वारा 1961 में समझाया गया था। संरचनात्मक और जैव रासायनिक कार्य ने बाद में व्यक्तिगत कॉम्प्लेक्स को हल किया, और इक्कीसवीं सदी के अध्ययनों ने सुपरकॉम्प्लेक्स में उनके संयोजन का वर्णन किया और कार्यात्मक परिणामों पर बहस की।

Debates

क्या श्वसन सुपरकॉम्प्लेक्स इलेक्ट्रॉन प्रवाह को नियंत्रित करते हैं?

रिपोर्टें कि कॉम्प्लेक्स सुपरकॉम्प्लेक्स में इकट्ठा होते हैं, ने यह प्रस्ताव उठाया कि यह संगठन इलेक्ट्रॉनों को चैनल करता है और श्वसन दक्षता को आकार देता है, लेकिन क्या सामान्य प्रवाह के लिए सुपरकॉम्प्लेक्स की आवश्यकता है या यह कई व्यवस्थाओं में से एक है, इस पर अभी भी चर्चा जारी है।

Key figures

• Peter Mitchell
• Matti Saraste
• José Antonio Enríquez

Seminal works

• saraste-1999
• mitchell-1961
• lapuente-brun-2013

Frequently asked questions

श्रृंखला का अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता क्या है?

आणविक ऑक्सीजन, जो कॉम्प्लेक्स IV (साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज) पर पानी में कम हो जाती है; यही कारण है कि इस प्रक्रिया को एरोबिक श्वसन कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन एटीपी बनाने में कैसे मदद करता है?

इलेक्ट्रॉन प्रवाह कॉम्प्लेक्स को आंतरिक झिल्ली के पार प्रोटॉन पंप करने के लिए प्रेरित करता है, और परिणामी प्रोटॉन ढाल एटीपी सिंथेज़ को शक्ति प्रदान करता है — इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला सीधे एटीपी नहीं बनाती है।