Die Atmungskette - Zellatmung Advanced 3

Summary

Das Video erklärt detailliert den Prozess der oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien. Es beschreibt, wie Elektronen durch verschiedene Komplexe transportiert werden, beginnend bei den reduzierten Co-Faktoren wie NADH und FADH2, die in der Atmungskette Elektronen abgeben. Diese Elektronen wandern über Redox-Komplexe und Moleküle wie Ubichinon und Cytochrom c. Dabei wird Energie freigesetzt, um Protonen über die innere Mitochondrienmembran zu pumpen und einen Protonengradienten aufzubauen. Die ATP-Synthase nutzt diesen Gradienten zur Produktion von ATP, der Energiewährung der Zelle. Am Ende werden aus einem Glukosemolekül etwa 38 ATP gebildet.

Takeaways

• ⚡ Die oxidative Phosphorylierung findet in der inneren Mitochondrienmembran statt und ist in vier Komplexe unterteilt, durch die Elektronen transportiert werden.
• 🛠 Elektronen werden von einer Gruppe zur nächsten weitergegeben, wobei Proteine und metallgebundene Gruppen wie Eisen und Kupfer involviert sind.
• 🔋 Ubiquinon (Coenzym Q10) transportiert Elektronen und Protonen und spielt eine wichtige Rolle im Elektronentransportprozess.
• 🔄 Cytochrom C bewegt Elektronen zwischen den Komplexen und enthält Eisen, ähnlich wie Hämoglobin in roten Blutkörperchen.
• 🧲 Der Elektronentransport durch die Komplexe erfolgt entlang eines Redoxgefälles, wobei Elektronen schrittweise Energie freisetzen.
• 💧 Am Ende der Kette werden Elektronen auf Sauerstoff übertragen, um Wasser zu bilden, was die Atmungskette abschließt.
• 🚀 Protonen werden während des Elektronentransports in den Raum zwischen der inneren und äußeren Mitochondrienmembran gepumpt, um einen Protonengradienten zu erzeugen.
• 💡 Die ATP-Synthase nutzt den Protonengradienten, um ATP aus ADP und Phosphat zu synthetisieren – ähnlich einem Wasserkraftwerk.
• 🔄 NADH+H+ und FADH2 liefern Elektronen für die Atmungskette und tragen zur Produktion von 34 ATP-Molekülen bei.
• 🎉 Insgesamt können aus einem Glukosemolekül in Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette bis zu 38 ATP-Moleküle erzeugt werden.

Q & A

Was passiert während der Glukoseoxidation mit den freigesetzten Elektronen?

Die bei der Glukoseoxidation freigesetzten Elektronen werden auf NAD+ oder FAD übertragen und als NADH und FADH2 weitertransportiert.

Welche Rolle spielen die Molekülkomplexe I bis IV in der Atmungskette?

Die Molekülkomplexe I bis IV in der Atmungskette nehmen die Elektronen auf, geben sie weiter und ermöglichen dadurch den Transport der Elektronen durch die Membran. Dies führt zur Freisetzung von Energie, die zum Aufbau eines Protonengradienten genutzt wird.

Wie funktionieren die Elektronentransporter Ubichinon und Cytochrom c?

Ubichinon (Coenzym Q10) und Cytochrom c fungieren als Shuttles, die Elektronen zwischen den Komplexen transportieren. Ubichinon kann zwei Elektronen gleichzeitig transportieren, während Cytochrom c nur ein Elektron pro Zyklus befördern kann.

Was ist ein Redox-Gefälle und warum ist es wichtig in der Atmungskette?

Ein Redox-Gefälle beschreibt eine Kette von Reaktionen, bei der die Elektronen von Molekülen mit niedriger Elektronegativität auf Moleküle mit höherer Elektronegativität übertragen werden. Dies ist wichtig, da dadurch schrittweise Energie freigesetzt wird, die für die Zelle nutzbar gemacht wird.

Wie wird Wasser am Ende der Atmungskette gebildet?

Die Elektronen werden am Ende der Atmungskette auf Sauerstoff übertragen. Zusammen mit Protonen (H+) entsteht daraus Wasser (H2O).

Was ist der Zweck des Protonentransports durch die Membran während der Atmungskette?

Der Protonentransport durch die Membran erzeugt einen Protonengradienten, der als chemischer Gradient bezeichnet wird. Dieser Gradient treibt die ATP-Synthase an, die ATP durch die Rückführung der Protonen in die mitochondriale Matrix produziert.

Wie viele ATP-Moleküle werden pro NADH und FADH2 in der Atmungskette gebildet?

Pro NADH werden drei ATP-Moleküle gebildet, während pro FADH2 zwei ATP-Moleküle entstehen.

Wie viele ATP-Moleküle entstehen insgesamt aus einem Glukosemolekül?

Insgesamt entstehen aus einem Glukosemolekül 38 ATP-Moleküle (10 NADH x 3 ATP = 30 ATP, 2 FADH2 x 2 ATP = 4 ATP und 4 ATP aus der Glykolyse und dem Citratzyklus).

Was passiert bei der oxidativen Phosphorylierung?

Bei der oxidativen Phosphorylierung wird die durch die Elektronentransportkette freigesetzte Energie genutzt, um ADP mit einem anorganischen Phosphat zu ATP zu phosphorylieren.

Warum wird die Atmungskette auch als oxidative Phosphorylierung bezeichnet?

Die Atmungskette wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet, weil der Sauerstoff als Endakzeptor für die Elektronen fungiert und gleichzeitig die Energie zur Bildung von ATP genutzt wird.