LIMSpec Wiki

Dýchací řetězec tvoří terminální (závěrečnou) fázi aerobního katabolického procesu známého jako buněčné dýchání. Jedná se o elektronový transportní řetězec, spolu s tím fotosyntetickým jeden ze dvou základních.

Je tvořen systémem oxidoreduktáz a mobilních přenašečů elektronů nebo iontů vodíku. Zajišťuje reoxidaci NADH+H⁺ a FADH₂, z čehož získává energii na tvorbu proton-motivní síly, na jejímž základě vzniká napříč membránou protonový gradient.

U eukaryot je dýchací řetězec lokalizován na vnitřní membráně mitochondrie, kde je multienzymatická jednotka spolu s enzymatickým komplexem pro oxidační fosforylaci uložena přímo v lipidové dvojvrstvě. U prokaryot je dýchací řetězec umístěn na plazmatické membráně.

U savců je aerobní respirace realizována čtyřmi kotvenými komplexy (multienzymová jednotka) a F₀F₁-ATP-syntázou (komplex pro oxidační fosforylaci). Tato multienzymatická jednotka je tvořena:

• • Kotvený komplex I: NADH-Q-oxidoreduktasa (ubichinon-reduktasa)- vstup pro NADH+H⁺
  • Kotvený komplex II: postranní vstup pro FADH₂ ze sukcinátdehydrogenázy
  • Kotvený komplex III: cytochrom-c-reduktasa
  • Kotvený komplex IV: cytochrom-c-oxidasa

Význam dýchacího řetězce spočívá hlavně v energetice, tedy v zisku ATP. Spřažením s citrátovým cyklem a β-oxidací vzniká jakási „továrna“ na ATP. Zisk z jedné molekuly NADH+H⁺ je tři ATP a z jedné molekuly FADH₂ dvě molekuly ATP.

Jednoduchým příkladem může být odbourání jedné molekuly glukózy, kdy se procesem glykolýzy přemění na dvě molekuly kyseliny pyrohroznové (pyruvátu) za vzniku dvou molekul ATP substrátovou fosforylací a dvou molekul NADH+H⁺ z NAD⁺. Při kyslíkovém deficitu ve svalové tkáni nebo u erythrocytů(červené krvinky) nelze využít dýchacího řetězce, a tudíž ani citrátového cyklu a vzniklý NADH+H⁺ se proto použije na redukci pyruvátu za vzniku laktátu a NAD⁺. Vznik pouze 2ATP na glukozu.

Je-li ovšem dostatečný přísun kyslíku do svalové tkáně, tak vznikne z jedné molekuly pyruvátu oxidační dekarboxylací jedna molekula NADH+H⁺, pak dále v citrátovém cyklu 3 molekuly NADH+H⁺, jedna molekula FADH₂ a jedna molekula GTP, která energeticky přibližně odpovídá jedné molekule ATP, dvě molekuly NADH+H⁺ je však nutno transportovat z cytoplazmy do mitochondriální matrix, k čemuž je potřeba dvou molekul ATP. Jednoduchou bilancí vychází 2+2×3+2×3+6×3+2×2+2×1-2=36 ATP na glukosu. Tento jev je známý též jako Pasteurův efekt.