Biologie?
Hi, kann mir jemand den Ablauf bzw. das Schema hier beschreiben? Was passiert denn zu aller erst? ich verstehe das kaum…
3 Antworten
In der Glycolyse, durch den Pyruvat-Dehydrogenasekomplex und während des Citratzyklus wird die Glucose ja vollständig abgebaut (decarboxyliert), ihre Elektronen werden zur Bildung von Reduktionsäquivalenten genutzt. NAD⁺ bzw. FAD nehmen die Elektronen auf und werden dadurch zu NADH₂ bzw. FADH₂ reduziert (Reduktion = Elektronenaufnahme).
In der Atmungskette speisen die Reduktionsäquivalente die Elektronen ein. Sie werden dabei wieder zu NAD⁺ und FAD oxidiert (Oxidation = Elektronenabgabe¹). Die Elektronen werden dann schrittweise weiter transportiert und am Ende auf Sauerstoff als finalem Elektronenakzeptor übertragen. Der Sauerstoff wird dabei zu Wasser (H₂O) reduziert. Der Elektronentransport wird genutzt, um Protonen (H⁺) von der Mitochondrienmatrix in den Intermembranraum zu pumpen und somit einen elektrochemischen Gradienten aufzubauen. Dieser wiederum treibt die Generierung von ATP aus ADP, der universellen Energieeinheit des Lebens, an. Dies wird auch als oxydative Phosphorylierung bezeichnet.
Die Atmungskette besteht aus insgesamt fünf Enzymkomplexen, die in der inneren Mitochondrienmembran eingebettet sind.
Am Komplex I speist NADH₂ seine Elektronen ein. Pro NADH₂ werden am Komplex I 4 H⁺ in den Intermembranraum transportiert.
Am Komplex II speist FADH₂ seine Elektronen ein. Komplex II entspricht der Succinat-Dehydrogenase aus dem Citratzyklus. FAD bzw. FADH₂ ist als prosthetische Gruppe fest mit dem Komplex II verbunden. Wegen seines geringeren Redoxpotentials werden am Komplex II nur 2 H⁺ in den Intermembranraum transportiert.
Sowohl Komplex I als auch Komplex II übertragen die Elektronen auf das Coenzym Q (Ubichinon). Das ist nichts anderes als dieses mysteriöse "Q10", das in Antifaltencremes so gern beworben wird. Aus der oxidierten Form Ubichinon entsteht dabei die reduzierte Form Ubichinol.
Ubichinol überträgt die Elektronen weiter auf Komplex III. Der Komplex III transportiert wieder 4 H⁺ in den Intermembranraum. Die Elektronen werden dann auf Cytochrom C übertragen.
Cytochrom C reicht die Elektronen an Komplex IV weiter. Hier werden die Elektronen auf Sauerstoff übertragen. Komplex IV transportiert noch einmal H⁺ in den Intermembranraum. Weil aber 2 H⁺ zur Bildung von Wasser gebraucht werden, pumpt Komplex IV nur 2 H⁺ in den Intermembranraum.
Am Komplex V (auf der Abb. nicht dargestellt), der ATP-Synthase, fließen die H⁺ wieder vom Intermembranraum in die Matrix. Die ATP-Synthase kann man sich wie eine Turbine zur Stromerzeugung vorstellen, weshalb man sie auch als den "kleinsten Motor der Welt" bezeichnet. Nur fließt kein Wasser durch sie, sondern eben Protonen und anstelle von Strom wird ATP erzeugt.
Insgesamt können aus 1 Mol Glucose durch die aerobe Glycolyse (also Glycolyse + Pyruvat-Dehydrogenase + Citratzyklus + Atmungskette) 32 Mol ATP erzeugt werden. Zum Vergleich: die anaerobe Glykolyse liefert pro Mol Glucose nur 2 ATP.
Anmerkung
¹kleine Eselsbrücke: Oxidation bedeutet, Elektronen gehen fort.
Du hast hier die Elektronentransportkette für die Atmungskette. Die Quelle der Elektronen wird dargestellt und auch erklärt wozu diese benötigt werden. Ebenso wird gezeigt, wie die Elektronen am Ende „entsorgt“ werden
Es beginnt links mit NADH+H+ und FADH2, die unter Abgabe von Elektronen und Protonen zu NAD+ und FAD umgewandelt werden. Den Weg der Elektronen zeigen die roten Pfeile. Sie wandern durch die Atmungskette, bis sie am Ende mit Protonen Sauerstoff zu Wasser reduzieren.