ਸਿੱਖਣ ਦੇ ਉਦੇਸ਼
ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਅਤੇ ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਸਥਾਨ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰੋ
ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਅਤੇ ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ ਨਤੀਜੇ ਦਾ ਹਰੇਕ ਦੇ ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਰਣਨ ਕਰੋ
ਗਲਾਈਕੋਲਾਈਸਿਸ, ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ, ਅਤੇ ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਆਪਸੀ ਸੰਬੰਧਾਂ ਦਾ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਇਨਪੁਟਸ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁਟਸ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਰਣਨ ਕਰੋ।
ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ
ਯੂਕੇਰੀਓਟਿਕ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ, ਗਲਾਈਕੋਲਾਈਸਿਸ ਦੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਪਾਈਰੂਵੇਟ ਅਣੂ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਪਹੁੰਚਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਸੈਲੂਲਰ ਸਾਹ ਲੈਣ ਦੇ ਸਥਾਨ ਹਨ। ਜੇ ਆਕਸੀਜਨ ਉਪਲਬਧ ਹੈ, ਤਾਂ ਏਰੋਬਿਕ ਸਾਹ ਚੱਲੇਗਾ। ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ, ਪਾਈਰੂਵੇਟ ਨੂੰ ਦੋ-ਕਾਰਬਨ ਐਸੀਟਾਈਲ ਸਮੂਹ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਵੇਗਾ (ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਦੇ ਇੱਕ ਅਣੂ ਨੂੰ ਹਟਾ ਕੇ) ਜੋ ਕੋਐਨਜ਼ਾਈਮ ਏ (CoA) ਨਾਮਕ ਇੱਕ ਕੈਰੀਅਰ ਸੰਯੁਕਤ ਦੁਆਰਾ ਚੁੱਕਿਆ ਜਾਵੇਗਾ, ਜੋ ਵਿਟਾਮਿਨ ਬੀ5 ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸੰਯੁਕਤ ਨੂੰ ਐਸੀਟਾਈਲ CoA ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। (ਚਿੱਤਰ 4.14)। ਐਸੀਟਾਈਲ CoA ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਕਈ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਇਸਦਾ ਮੁੱਖ ਕਾਰਜ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ ਵਿੱਚ ਅਗਲੇ ਮਾਰਗ ਤੱਕ ਪਾਈਰੂਵੇਟ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਐਸੀਟਾਈਲ ਸਮੂਹ ਨੂੰ ਪਹੁੰਚਾਉਣਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 4.14: ਪਾਈਰੂਵੇਟ ਨੂੰ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਐਸੀਟਾਈਲ-CoA ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਪਾਈਰੂਵੇਟ ਤੋਂ ਐਸੀਟਾਈਲ CoA ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਵਾਂਗ, ਯੂਕੇਰੀਓਟਿਕ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੇ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗਲਾਈਕੋਲਾਈਸਿਸ ਦੇ ਉਲਟ, ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਇੱਕ ਬੰਦ ਲੂਪ ਹੈ: ਮਾਰਗ ਦਾ ਆਖਰੀ ਹਿੱਸਾ ਪਹਿਲੇ ਕਦਮ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਗਏ ਸੰਯੁਕਤ ਨੂੰ ਮੁੜ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚੱਕਰ ਦੇ ਅੱਠ ਕਦਮ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਹਨ ਜੋ ਦੋ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਅਣੂ, ਇੱਕ ATP ਅਣੂ (ਜਾਂ ਇੱਕ ਬਰਾਬਰ), ਅਤੇ NAD+ ਅਤੇ FAD+ ਦੇ ਘਟੇ ਹੋਏ ਰੂਪ (NADH ਅਤੇ FADH2) ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਕੋਐਨਜ਼ਾਈਮ ਹਨ। ਇਸਦਾ ਕੁਝ ਹਿੱਸਾ ਇੱਕ ਏਰੋਬਿਕ ਮਾਰਗ (ਆਕਸੀਜਨ-ਲੋੜੀਂਦਾ) ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਪੈਦਾ ਹੋਏ NADH ਅਤੇ FADH2 ਨੂੰ ਆਪਣੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਅਗਲੇ ਮਾਰਗ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਉਣਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੇਗਾ। ਜੇ ਆਕਸੀਜਨ ਮੌਜੂਦ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਤਬਦੀਲੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਹਰੇਕ ਐਸੀਟਾਈਲ ਸਮੂਹ ਤੋਂ ਦੋ ਕਾਰਬਨ ਐਟਮ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਆਉਂਦੇ ਹਨ। ਚੱਕਰ ਦੇ ਹਰੇਕ ਮੋੜ 'ਤੇ ਦੋ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਅਣੂ ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ; ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਹ ਉਸ ਮੋੜ ਦੁਆਰਾ ਐਸੀਟਾਈਲ ਸਮੂਹ ਦੁਆਰਾ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਏ ਗਏ ਕਾਰਬਨ ਐਟਮਾਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਦੋ ਐਸੀਟਾਈਲ-ਕਾਰਬਨ ਐਟਮ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਚੱਕਰ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਮੋੜਾਂ 'ਤੇ ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਜਾਣਗੇ; ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਅਸਲ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਣੂ ਤੋਂ ਸਾਰੇ ਛੇ ਕਾਰਬਨ ਐਟਮ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਵਜੋਂ ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਜਾਣਗੇ। ਇੱਕ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਣੂ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸ ਕਰਨ ਲਈ ਚੱਕਰ ਦੇ ਦੋ ਮੋੜ ਲੱਗਦੇ ਹਨ। ਚੱਕਰ ਦਾ ਹਰੇਕ ਮੋੜ ਤਿੰਨ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ NADH ਅਣੂ ਅਤੇ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ FADH2 ਅਣੂ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਕੈਰੀਅਰ ਏਰੋਬਿਕ ਸਾਹ ਦੇ ਆਖਰੀ ਹਿੱਸੇ ਨਾਲ ਜੁੜ ਕੇ ATP ਅਣੂ ਪੈਦਾ ਕਰਨਗੇ। ਹਰੇਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ATP (ਜਾਂ ਇੱਕ ਬਰਾਬਰ) ਵੀ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਕਈ ਇੰਟਰਮੀਡੀਏਟ ਸੰਯੁਕਤ ਗੈਰ-ਜ਼ਰੂਰੀ ਅਮੀਨੋ ਐਸਿਡਾਂ ਦੇ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ; ਇਸ ਲਈ, ਚੱਕਰ ਐਨਾਬੋਲਿਕ ਅਤੇ ਕੈਟਾਬੋਲਿਕ ਦੋਵੇਂ ਹੈ।
ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ
ਤੁਸੀਂ ਹੁਣੇ ਹੀ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ - ਗਲਾਈਕੋਲਾਈਸਿਸ ਅਤੇ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ - ਦੇ ਦੋ ਮਾਰਗਾਂ ਬਾਰੇ ਪੜ੍ਹਿਆ ਹੈ ਜੋ ATP ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਗਲੂਕੋਜ਼ ਦੇ ਏਰੋਬਿਕ ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ ਦੌਰਾਨ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ATP, ਸਿੱਧੇ ਇਹਨਾਂ ਮਾਰਗਾਂ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਬਲਕਿ, ਇਹ ਇੱਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਨੂੰ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਵਿੱਚੋਂ ਅੰਤਿਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਸਵੀਕਾਰਕ, ਆਕਸੀਜਨ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਉਣ ਨਾਲ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਯੂਕੇਰੀਓਟਿਕ ਜੀਵਾਂ ਦੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਝਿੱਲੀ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਿਕ ਜੀਵਾਂ ਦੀ ਸੈੱਲ ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਕੰਪਲੈਕਸਾਂ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਕਟਾਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਪਾਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ATP ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀਤਾ ਨੂੰ ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ (ਚਿੱਤਰ 4.15a) ਏਰੋਬਿਕ ਸਾਹ ਦਾ ਆਖਰੀ ਹਿੱਸਾ ਹੈ ਅਤੇ ਮੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ ਦਾ ਇਕਲੌਤਾ ਹਿੱਸਾ ਹੈ ਜੋ ਵਾਯੂਮੰਡਲੀ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਆਕਸੀਜਨ ਇਸ ਉਦੇਸ਼ ਲਈ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਲਗਾਤਾਰ ਫੈਲਦੀ ਹੈ। ਜਾਨਵਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਆਕਸੀਜਨ ਸਾਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਰਾਹੀਂ ਸਰੀਰ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਬਾਲਟੀ ਬ੍ਰਿਗੇਡ ਵਰਗੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਤੱਕ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਪਾਸ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਚੇਨ ਦੇ ਅੰਤਿਮ ਬਿੰਦੂ ਤੱਕ ਜਿੱਥੇ ਆਕਸੀਜਨ ਅੰਤਿਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਸਵੀਕਾਰਕ ਹੈ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਟੀਨਾਂ ਨਾਲ ਬਣੇ ਚਾਰ ਕੰਪਲੈਕਸ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ 4.15c ਵਿੱਚ I ਤੋਂ IV ਤੱਕ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹਨਾਂ ਚਾਰ ਕੰਪਲੈਕਸਾਂ ਦਾ ਇਕੱਠ, ਸੰਬੰਧਿਤ ਮੋਬਾਈਲ, ਸਹਾਇਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਅਖਵਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਯੂਕੇਰੀਓਟਸ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਝਿੱਲੀ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ ਦੀ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਝਿੱਲੀ ਵਿੱਚ ਕਈ ਕਾਪੀਆਂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਦੁਆਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੇ ਹਰੇਕ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਵਿੱਚ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਊਰਜਾ ਗੁਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਕੁਝ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਨਾਲ, ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਝਿੱਲੀ ਤੋਂ ਇੰਟਰਮੈਂਬਰੇਨ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਪੰਪ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤ ਕੇ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਵਜੋਂ ਸਟੋਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਵਿਜ਼ੂਅਲ ਕਨੈਕਸ਼ਨ
ਚਿੱਤਰ 4.15: (a) ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਅਣੂਆਂ ਦਾ ਇੱਕ ਸਮੂਹ ਹੈ ਜੋ ਆਕਸੀਕਰਨ-ਘਟਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। (b) ATP ਸਿੰਥੇਸ ਇੱਕ ਜਟਿਲ, ਅਣੂ ਮਸ਼ੀਨ ਹੈ ਜੋ ADP ਤੋਂ ATP ਨੂੰ ਮੁੜ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ H+ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ। (c) ਕੀਮੀਓਸਮੋਸਿਸ ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਪਾਰ H+ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਸਾਇਨਾਈਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਦੇ ਇੱਕ ਕੰਪੋਨੈਂਟ, ਸਾਈਟੋਕ੍ਰੋਮ ਸੀ ਆਕਸੀਡੇਜ਼ ਨੂੰ ਰੋਕਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਸਾਇਨਾਈਡ ਜ਼ਹਿਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਇੰਟਰਮੈਂਬਰੇਨ ਸਪੇਸ ਦੇ pH ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਜਾਂ ਕਮੀ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕਰੋਗੇ? ਸਾਇਨਾਈਡ ਦਾ ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ 'ਤੇ ਕੀ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਵੇਗਾ?
ਨੈਡਐਚ (NADH) ਅਤੇ ਐਫਏਡੀਐਚ2 (FADH2) ਤੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਕੰਪਲੈਕਸਾਂ ਨੂੰ ਦਿੱਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਉਹ ਇੱਕ ਕੰਪਲੈਕਸ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਤੱਕ ਪਾਸ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ (ਕੁੱਲ ਚਾਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ), ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਊਰਜਾ ਗੁਆ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਸ ਊਰਜਾ ਦਾ ਕੁਝ ਹਿੱਸਾ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਤੋਂ ਇੰਟਰਮੈਂਬਰੇਨ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਪੰਪ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਚੌਥੇ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਕੰਪਲੈਕਸ ਵਿੱਚ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਆਕਸੀਜਨ ਦੁਆਰਾ ਸਵੀਕਾਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਅੰਤਿਮ ਸਵੀਕਾਰਕ ਹੈ। ਵਾਧੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਵਾਲਾ ਆਕਸੀਜਨ ਫਿਰ ਦੋ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਨਾਲ ਮਿਲ ਕੇ ਪਾਣੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਨ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਆਕਸੀਜਨ ਮੌਜੂਦ ਨਾ ਹੋਵੇ, ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਸਿਸਟਮ ਤੋਂ ਹਟਾਇਆ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕਦਾ, ਅਤੇ ਪੂਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਬੈਕਅੱਪ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ ਅਤੇ ਰੁਕ ਜਾਵੇਗੀ। ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਵੇਂ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਅਸਮਰੱਥ ਹੋਣਗੇ, ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦੀ ਘਾਟ ਕਾਰਨ ਮਰ ਜਾਵੇਗਾ। ਇਹੀ ਕਾਰਨ ਹੈ ਕਿ ਸਾਨੂੰ ਨਵਾਂ ਆਕਸੀਜਨ ਅੰਦਰ ਲੈਣ ਲਈ ਸਾਹ ਲੈਣਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਵਿੱਚ, ਉੱਪਰ ਦੱਸੀਆਂ ਗਈਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਲੜੀ ਤੋਂ ਮੁਕਤ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਮੈਂਬਰੇਨ ਦੇ ਪਾਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਪੰਪ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਮੈਂਬਰੇਨ ਦੇ ਪਾਰ H+ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਅਸਮਾਨ ਵੰਡ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਸਥਾਪਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜੋ H+ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਅਤੇ ਮੈਂਬਰੇਨ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਉੱਚੀ ਇਕਾਗਰਤਾ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ ਏਟੀਪੀ ਸਿੰਥੇਜ਼ (ATP synthase) ਨਾਮਕ ਇੱਕ ਅਖੰਡ ਮੈਂਬਰੇਨ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਰਾਹੀਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮੈਂਬਰੇਨ ਵਿੱਚੋਂ ਫੈਲਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 4.15b)। ਇਹ ਕੰਪਲੈਕਸ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਜਨਰੇਟਰ ਵਾਂਗ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਫੈਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੁਆਰਾ ਚਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇੰਟਰਮੈਂਬਰੇਨ ਸਪੇਸ ਤੋਂ, ਜਿੱਥੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਤੱਕ, ਜਿੱਥੇ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਆਪਣੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਫੈਲਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਮੋਲੀਕਿਊਲਰ ਮਸ਼ੀਨ ਦੇ ਭਾਗਾਂ ਦਾ ਘੁੰਮਣਾ ਏਡੀਪੀ (ADP) ਤੋਂ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਨੂੰ ਮੁੜ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਏਟੀਪੀ ਸਿੰਥੇਜ਼ (ATP synthase) ਰਾਹੀਂ ਮੈਂਬਰੇਨ ਦੇ ਪਾਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਇਸ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਕੀਮੋਸਮੋਸਿਸ (chemiosmosis) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਕੀਮੋਸਮੋਸਿਸ (chemiosmosis) (ਚਿੱਤਰ 4.15c) ਐਰੋਬਿਕ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ (aerobic glucose catabolism) ਦੌਰਾਨ ਬਣੇ 90 ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਨੂੰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਐਟਮਾਂ ਤੋਂ ਹਟਾਏ ਗਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੀ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਹੈ। ਇਹ ਐਟਮ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਣੂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਸਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇੱਕ ਆਕਸੀਜਨ ਅਣੂ ਨੂੰ ਆਕਸੀਜਨ ਆਇਨਾਂ ਵਿੱਚ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਆਕਸੀਜਨ ਆਇਨਾਂ 'ਤੇ ਵਾਧੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਦੇ ਮਾਧਿਅਮ ਤੋਂ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ (ਪ੍ਰੋਟੋਨ) ਨੂੰ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਅਤੇ ਕੀਮੋਸਮੋਸਿਸ (chemiosmosis) ਰਾਹੀਂ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਸਮੂਹਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰਿਲੇਸ਼ਨ (oxidative phosphorylation) ਕਹਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ATP Yield
ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਦੇ ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ (catabolism) ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੇ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵੱਖਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਕੰਪਲੈਕਸ ਮੈਂਬਰੇਨ ਰਾਹੀਂ ਪੰਪ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਪ੍ਰਜਾਤੀਆਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਖਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਵੇਰੀਅੰਸ ਦਾ ਇੱਕ ਹੋਰ ਸਰੋਤ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਮੈਂਬਰੇਨ ਦੇ ਪਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੇ ਸ਼ਟਲ (shuttle) ਤੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਗਲਾਈਕੋਲਿਸਿਸ (glycolysis) ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਨੈਡਐਚ (NADH) ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦਾ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੇ ਅੰਦਰ NAD+ ਜਾਂ FAD+ ਦੁਆਰਾ ਚੁੱਕੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ FAD+ ਕੈਰੀਅਰ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਘੱਟ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਅਣੂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। NAD+ ਜਿਗਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟਰ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦਿਮਾਗ ਵਿੱਚ FAD+ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਦੀ ਉਪਜ ਵਿਚਾਰੇ ਜਾ ਰਹੇ ਟਿਸ਼ੂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ।
ਏਟੀਪੀ (ATP) ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਉਪਜ ਜੋ ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਹੋਰ ਕਾਰਕ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਹਨਾਂ ਪਾਥਵੇਅਜ਼ (pathways) ਵਿੱਚ ਇੰਟਰਮੀਡੀਏਟ ਕੰਪਾਊਂਡ (intermediate compounds) ਹੋਰ ਉਦੇਸ਼ਾਂ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ (catabolism) ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਸਾਰੇ ਹੋਰ ਬਾਇਓਕੈਮੀਕਲ ਕੰਪਾਊਂਡਾਂ (biochemical compounds) ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਜਾਂ ਤੋੜਨ ਵਾਲੇ ਪਾਥਵੇਅਜ਼ (pathways) ਨਾਲ ਜੁੜਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਨਤੀਜਾ ਹੁਣ ਤੱਕ ਵਰਣਿਤ ਆਦਰਸ਼ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕੁਝ ਜ਼ਿਆਦਾ ਗੜਬੜ ਵਾਲਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਹੋਰ ਸ਼ੱਕਰਾਂ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਕੱਢਣ ਲਈ ਗਲਾਈਕੋਲਿਟਿਕ ਪਾਥਵੇਅ (glycolytic pathway) ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹੋਰ ਅਣੂ ਜੋ ਗਲਾਈਕੋਲਿਸਿਸ (glycolysis) ਜਾਂ ਸਿਟਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ (citric acid cycle) ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਕੱਢਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਣਗੇ, ਨੂੰ ਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ (nucleic acids), ਅਮੀਨੋ ਐਸਿਡ (amino acids), ਲਿਪਿਡ (lipids) ਜਾਂ ਹੋਰ ਕੰਪਾਊਂਡਾਂ (compounds) ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਹਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਕੁੱਲ ਮਿਲਾ ਕੇ, ਜੀਵਤ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਕੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ (catabolism) ਦੇ ਇਹ ਪਾਥਵੇਅਜ਼ (pathways) ਗਲੂਕੋਜ਼ (glucose) ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਊਰਜਾ ਦਾ ਲਗਭਗ 34 ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਕੱਢਦੇ ਹਨ।
ਕੈਰੀਅਰ ਕਨੈਕਸ਼ਨ
ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਰੋਗ ਡਾਕਟਰ
ਜਦੋਂ ਸੈਲੂਲਰ ਸਾਹ (cellular respiration) ਦੀਆਂ ਨਾਜ਼ੁਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਤਾਂ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਰੋਗ ਮੈਟਾਬੋਲਿਜ਼ਮ (metabolism) ਦੇ ਜੈਨੇਟਿਕ ਵਿਕਾਰ ਹਨ। ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਵਿਕਾਰ ਨਿਊਕਲੀਅਰ (nuclear) ਜਾਂ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਡੀਐਨਏ (mitochondrial DNA) ਵਿੱਚ ਮਿਊਟੇਸ਼ਨ (mutations) ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਹ ਸਰੀਰ ਦੇ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਰੋਗਾਂ ਦੇ ਲੱਛਣਾਂ ਵਿੱਚ ਮਾਸਪੇਸ਼ੀਆਂ ਦੀ ਕਮਜ਼ੋਰੀ, ਤਾਲਮੇਲ ਦੀ ਘਾਟ, ਸਟ੍ਰੋਕ-ਵਰਗੀਆਂ ਘਟਨਾਵਾਂ, ਅਤੇ ਨਜ਼ਰ ਅਤੇ ਸੁਣਨ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਸ਼ਾਮਲ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਲੋਕਾਂ ਦਾ ਬਚਪਨ ਵਿੱਚ ਨਿਦਾਨ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਕੁਝ ਬਾਲਗ-ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਾਲੇ ਰੋਗ ਵੀ ਹਨ। ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਵਿਕਾਰਾਂ ਦੀ ਪਛਾਣ ਅਤੇ ਇਲਾਜ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਡਾਕਟਰੀ ਖੇਤਰ ਹੈ। ਇਸ ਪੇਸ਼ੇ ਲਈ ਵਿਦਿਅਕ ਤਿਆਰੀ ਲਈ ਕਾਲਜ ਸਿੱਖਿਆ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਮੈਡੀਕਲ ਜੈਨੇਟਿਕਸ (medical genetics) ਵਿੱਚ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਵਾਲੀ ਮੈਡੀਕਲ ਸਕੂਲ ਦੀ ਪੜ੍ਹਾਈ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਮੈਡੀਕਲ ਜੈਨੇਟਿਸਟ (medical geneticists) ਅਮਰੀਕਨ ਬੋਰਡ ਆਫ਼ ਮੈਡੀਕਲ ਜੈਨੇਟਿਕਸ (American Board of Medical Genetics) ਦੁਆਰਾ ਬੋਰਡ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਰੋਗ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਲ ਮੈਡੀਸਨ ਸੁਸਾਇਟੀ (Mitochondrial Medicine Society) ਅਤੇ ਇਨਹੈਰੀਟਿਡ ਮੈਟਾਬੋਲਿਕ ਡਿਸਆਰਡਰ ਸੁਸਾਇਟੀ (Society for Inherited Metabolic Disease) ਨੂੰ ਸਮਰਪਿਤ ਪੇਸ਼ੇਵਰ ਸੰਗਠਨਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜ ਸਕਦੇ ਹਨ।