શ્વસન સાંકળ શું છે?

વ્યાખ્યા

શ્વસન સાંકળ એ આપણા શરીરના કોષોમાં ઊર્જા ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા છે. તે સાઇટ્રેટ ચક્ર સાથે જોડાયેલું છે અને ખાંડ, ચરબી અને ભંગાણનું છેલ્લું પગલું છે પ્રોટીન. શ્વસન સાંકળની આંતરિક પટલમાં સ્થિત છે મિટોકોન્ટ્રીઆ.

શ્વસન શૃંખલામાં, રિડક્શન સમકક્ષ (NADH+H+ અને FADH2) જે તે દરમિયાન રચાયા હતા તે ફરીથી ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે (ઇલેક્ટ્રોન બંધ કરવામાં આવે છે), જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટને સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આનો ઉપયોગ આખરે સાર્વત્રિક ઉર્જા વાહક ATP (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ) બનાવવા માટે થાય છે. શ્વસન સાંકળને સંપૂર્ણ રીતે ચલાવવા માટે પણ ઓક્સિજનની જરૂર છે.

શ્વસન સાંકળનો ક્રમ

શ્વસન સાંકળ આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં એકીકૃત છે અને તેમાં કુલ પાંચ એન્ઝાઇમ સંકુલનો સમાવેશ થાય છે. તે સાઇટ્રેટ ચક્રને અનુસરે છે જેમાં ઘટાડો સમકક્ષ NADH+H+ અને FADH2 રચાય છે. આ ઘટાડા સમકક્ષ આ દરમિયાન ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે અને શ્વસન સાંકળમાં ફરીથી ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે.

આ પ્રક્રિયા શ્વસન સાંકળના પ્રથમ બે એન્ઝાઇમ સંકુલમાં થાય છે. જટિલ 1: NADH+H+ પ્રથમ સંકુલ (NADH-ubiquinone oxidoreductase) સુધી પહોંચે છે અને બે ઇલેક્ટ્રોન આપે છે. તે જ સમયે 4 પ્રોટોનને મેટ્રિક્સ સ્પેસમાંથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે.

કોમ્પ્લેક્સ 2: FADH2 બીજા એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સ (સ્યુસિનેટ-યુબીક્વિનોન ઓક્સિડોરેડક્ટેઝ) પર તેના બે ઇલેક્ટ્રોન આપે છે, પરંતુ ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં કોઈ પ્રોટોન પ્રવેશતું નથી. જટિલ 3: પ્રકાશિત ઇલેક્ટ્રોન ત્રીજા એન્ઝાઇમ સંકુલમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે (યુબીક્વિનોન સાયટોક્રોમ સી ઓક્સિડોરેડક્ટેઝ), જ્યાં અન્ય 2 પ્રોટોન મેટ્રિક્સ સ્પેસમાંથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. જટિલ 4: અંતે, ઇલેક્ટ્રોન ચોથા સંકુલ (સાયટોક્રોમ-સી-ઓક્સિડોરેડક્ટેઝ) સુધી પહોંચે છે.

અહીં ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન (O2) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેથી બે વધારાના પ્રોટોન સાથે પાણી (H2O) બને છે. આમ 2 પ્રોટોન ફરીથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પ્રવેશ કરે છે. કોમ્પ્લેક્સ 5: કુલ આઠ પ્રોટોન હવે મેટ્રિક્સ સ્પેસમાંથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પમ્પ કરવામાં આવ્યા છે.

ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળ માટેની મૂળભૂત પૂર્વશરત એ એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સની વધતી જતી ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી છે. આનો અર્થ એ છે કે એન્ઝાઇમ સંકુલની નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની ક્ષમતા વધુ મજબૂત અને મજબૂત બને છે. પ્રથમ અંતિમ ઉત્પાદન, પાણી ઉપરાંત, શ્વસન સાંકળ દ્વારા ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પ્રોટોન ઢાળની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી.

આ અવકાશમાં ઊર્જા સંગ્રહિત થાય છે, જેનો ઉપયોગ એટીપી (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ) બનાવવા માટે થાય છે. આ પાંચમા અને છેલ્લા એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સ (ATP સિન્થેઝ) નું કાર્ય છે. પાંચમું સંકુલ મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલને ટનલની જેમ વિસ્તરે છે.

આ ટનલ દ્વારા, એકાગ્રતામાં તફાવત દ્વારા સંચાલિત, પ્રોટોન મેટ્રિક્સ જગ્યામાં પાછા વહે છે. આ રીતે, ADP (એડિનોસિન ડિફોસ્ફેટ) અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ ATP માં રૂપાંતરિત થાય છે, જે સમગ્ર જીવતંત્ર માટે ઉપલબ્ધ છે. પ્રોટોન પંપ એ શ્વસન સાંકળનું પાંચમું અને છેલ્લું એન્ઝાઇમ સંકુલ છે.

તેના દ્વારા, પ્રોટોન ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાંથી મેટ્રિક્સ સ્પેસમાં પાછા ફરે છે. આ માત્ર બે પ્રતિક્રિયા જગ્યાઓ વચ્ચેની સાંદ્રતામાં અગાઉ સ્થાપિત તફાવત દ્વારા જ શક્ય બન્યું છે. પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટમાં સંગ્રહિત ઊર્જાનો ઉપયોગ એટીપી (એડીનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ) ફોસ્ફેટ અને એડીપીમાંથી સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે. ATP એ આપણા શરીરનું સાર્વત્રિક ઉર્જા વાહક છે અને તે મોટી સંખ્યામાં પ્રતિક્રિયાઓ માટે જરૂરી છે. કારણ કે તે પ્રોટોન પંપ પર ઉત્પન્ન થાય છે, આને એટીપી સિન્થેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.