06 - Respirační řetězec
To nejdůležitější
Respirační (dýchací) řetězec je metabolická dráha, jejíž smyslem je oxidovat redukované kofaktory konečným akceptorem elektronů (oxidačním činidlem, např. kyslíkem). Elektron z kofaktoru je postupně přenesen přes několik dalších kofaktorů až na konečný akceptor. Dělení na mezikroky umožňuje postupné ukládání získané energie ve formě transportu H+ iontů za vzniku koncentračního gradientu pH. Gradient pH je základem pro tzv. protonmotivní sílu, která je použita pro syntézu ATP z ADP a fosfátu. Aby mohl vzniknout pH gradient, je respirační řetězec vždy vázán na membránu (u prokaryot na cytoplazmatickou, u eukaryot na vnitřní mitochondriální), která odděluje prostředí s různým pH.
Kyslík je nejlepší v přírodě dostupné oxidační činidlo (má nejvyšší redoxní potenciál), proto při aerobní respiraci vzniká nejvíce energie a fakultativně aerobní organismy jí proto obvykle dávají přednost. Na druhou stranu je kyslík poměrně reaktivní a může dát vzniknout tzv. reaktivním kyslíkovým částicím (reactive oxygen particles, ROP), např. superoxidu, hydroxidovému radikálu apod. Aerobní organismy proto disponují řadou antioxidačních mechanismů, které je chrání před účinky těchto částic.
Anaerobní respirace (např. denitrifikace, redukce sulfátů, některé metanogeneze) vedou k nižšímu zisku energie.
Otázky
O1 Vysvětlete roli rostoucího reoxního potenciálu při respiračním řetězci.
O2 Vysvětlete, proč aerobní respirací vznikne z NADH více ATP než z FADH2.
O3 Rozeberte některé anaerobní respirace a jejich praktický význam.