L'ossigeno è l’accettore finale della catena di trasferimento elettronico mitocondriale
La catena respiratoria è una sequenza di reazioni redox attraverso cui gli elettroni passano dal donatore iniziale [NADH + H(+) o di FADH(2)] all'accettore finale ovvero l'ossigeno molecolare. Questo processo avviene nella membrana mitocondriale interna in cui ci sono i trasportatori di elettroni all'interno di complessi proteici che contengono specifici coenzimi:
-- complesso 1 (NADH-Q ossidoreduttasi o NADH deidrogenasi)
-- complesso 2 (succinato-Q-ossidoreduttasi o succinato deidrogenasi)
-- complesso 3 (Q-citocromo c ossidoreduttasi o citocromo c reduttasi)
-- complesso 4 (citocromo c ossidasi)
Gli elettroni ceduti da 2 molecole di NADH + H(+) passano da tutti e 4 i complessi fino ad arrivare all'ultimo che cede simultaneamente 4 elettroni a una molecola di ossigeno che, insieme a 4 ioni idrogeno, forma due molecole di acqua. Il coenzima Q può anche ricevere direttamente gli atomi di idrogeno dal FADH(2) attraverso il complesso 2. Contemporaneamente avviene anche un trasferimento di ioni H(+) nello spazio intermembrana. Così si genera il gradiente elettrochimico ai lati della membrana mitocondriale interna.

1. Gli elettroni provenienti dalla glicolisi e dal ciclo di Krebs alimentano i trasportatori di elettroni che pompano protoni H(+) all'esterno verso lo spazio intermembrana
2. Il pompaggio dei protoni crea uno sbilanciamento di ioni H(+) e quindi abbiamo una differenza di carica. Questo sbilanciamento è la forza protonmotrice.
3. Gli elettroni arrivano all'ossigeno molecolare, che lega protoni ed elettroni per formare acqua.
4. A causa della forza protonmotrice, i protoni tornano nella matrice passando attraverso il canale protonico dell'ATP sintasi. Si accoppiano protoni e si forma ATP.

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