فيديو السؤال: تعريف مصطلح «الفسفرة» في الفسفرة التأكسدية

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل المخطط الأساسي لسلسلة نقل الإلكترونات المتضمنة في الفسفرة التأكسدية. ما الجزء الذي يشار إليه بالفسفرة في هذه العملية؟ أ: حركة أيونات الهيدروجين من الحشوة إلى الفراغ بين الغشائي. ب: اتحاد الأكسجين مع الهيدروجين لتكوين الماء. ج: إضافة مجموعة فوسفات إلى ‪ADP‬‏ لتكوين ‪ATP‬‏. د: تحويل ‪NADH‬‏ إلى ‪NAD+‬‏.

يسألنا هذا السؤال عن الفسفرة التأكسدية، وهي خطوة في عملية التنفس الخلوي. التنفس الخلوي عملية مهمة في جميع الكائنات الحية. وهي العملية التي يتكسر فيها الجلوكوز لإطلاق الطاقة المخزنة في جزيئات الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏. توجد أربع خطوات أساسية في عملية التنفس الخلوي: تحلل الجلوكوز، والتفاعل الرابط، ودورة كربس، ويشار إليها أيضًا بدورة حمض الستريك، والفسفرة التأكسدية، ويشار إليها أيضًا بسلسلة نقل الإلكترونات.

خلال تحلل الجلوكوز، والتفاعل الرابط، ودورة كربس، تتكون جزيئات ‪ATP‬‏ بالإضافة إلى مرافقي الإنزيم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏. خلال الفسفرة التأكسدية، يستخدم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏ لإنتاج المزيد من ‪ATP‬‏. في الواقع، الفسفرة التأكسدية هي الخطوة التي ينتج فيها معظم ‪ATP‬‏.

تحدث الفسفرة التأكسدية في الميتوكوندريا. يمكننا هنا رؤية رسم للميتوكوندريون بغشاءيه الخارجي والداخلي، والفراغ بين الغشائي الموجود بينهما، وكذلك الحشوة الموجودة داخل الغشاء الداخلي.

لننتقل الآن إلى الشكل الموضح الذي يعرض المخطط الأساسي للفسفرة التأكسدية. يوجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا عدد من البروتينات المتخصصة في جمع الطاقة من الإلكترونات العالية الطاقة المخزنة في مرافقي الإنزيم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏. يمكنك متابعة رحلة الإلكترون من اليسار. يوجد الكثير من الطاقة المخزنة في هذه الإلكترونات. وخلال سلسلة نقل الإلكترونات، تفقد الإلكترونات بعضًا من هذه الطاقة تدريجيًّا بمقادير صغيرة.

يمكن استخدام هذه الطاقة المتحررة لنقل أيونات الهيدروجين نقلًا نشطًا عكس اتجاه تدرج تركيزها من حشوة الميتوكوندريا إلى الفراغ بين الغشائي. يمثل تدرج التركيز هذا شكلًا من أشكال الطاقة المخزنة، ويمكن استخدامه لتكوين ‪ATP‬‏ كما نرى على اليمين. هذا المركب البروتيني المتخصص، الذي يسمى ‪ATP‬‏-سينثيز، يقرن حركة أيونات الهيدروجين في اتجاه تدرج تركيزها بعملية تخليق جزيئات ‪ATP‬‏. لتكوين ‪ATP‬‏، يضيف ‪ATP‬‏-سينثيز مجموعة فوسفات، موضحة بالرمز ‪pi‬‏ في الشكل، إلى جزيء أدينوسين ثنائي الفوسفات ‪(ADP)‬‏.

إذن، بالعودة إلى السؤال، نجد أن الخيار الذي يصف وصفًا صحيحًا الجزء الذي يشار إليه بالفسفرة في الفسفرة التأكسدية هو خيار الإجابة ج: إضافة مجموعة فوسفات إلى ‪ADP‬‏ لتكوين ‪ATP‬‏.