فيديو السؤال: تطبيق معرفتنا بأيونات الهيدروجين على سلسلة نقل الإلكترونات الأحياء

نسخة الفيديو النصية

افترض أن الفسفرة التأكسدية تحدث باستمرار في الميتوكوندريا. إذا كان عدد أيونات الهيدروجين في الفراغ بين الغشائي يزداد بقدر ملحوظ، فما تأثير ذلك؟ أ: سينطلق عدد أقل من جزيئات ثاني أكسيد الكربون. ب: ستنتج كمية أكبر من ‪NAD‬‏ و‪FAD‬‏ المختزلين. ج: ستنتج كمية أكبر من الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏. د: ستنتج كمية أقل من الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏.

تحدث الفسفرة التأكسدية في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا في الخلايا الحقيقية النواة. ويوجد داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا مجموعة من البروتينات والإنزيمات ومضخات البروتونات وحاملات الإلكترونات التي تكون سلسلة نقل الإلكترونات. دعونا نلق نظرة فاحصة على سلسلة نقل الإلكترونات لمساعدتنا في الإجابة عن هذا السؤال.

لدينا هنا نسخة مبسطة من سلسلة نقل الإلكترونات تعرض مضختي بروتونات، وإنزيم ‪ATP‬‏-سينثيز. والغشاء الداخلي للميتوكوندريا؛ حيث توجد سلسلة نقل الإلكترونات، وتفصل حشوة الميتوكوندريا عن الفراغ بين الغشائي. يتمثل الدور الأساسي لمضختي البروتونات في نقل أيونات الهيدروجين ‪H+‬‏، من الحشوة إلى الفراغ بين الغشائي. تتراكم أيونات الهيدروجين هذه بتركيزات عالية نسبيًّا في الفراغ بين الغشائي. وبعد ذلك تتحرك مع تدرج تركيزها عبر قناة ‪ATP‬‏-سينثيز. ويربط ‪ATP‬‏-سينثيز حركة أيونات الهيدروجين هذه بفسفرة الأدينوسين الثنائي الفوسفات ‪(ADP)‬‏، التي تنتج الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏.

دعونا نعد إلى السؤال. باستخدام ما نعرفه الآن عن الفسفرة التأكسدية، ماذا سيحدث إذا كان عدد أيونات الهيدروجين في الفراغ بين الغشائي يزداد بقدر ملحوظ؟ إذا زاد عدد أيونات الهيدروجين في الفراغ بين الغشائي، فهذا يعني أن هناك المزيد من أيونات الهيدروجين المتوفرة للتحرك عبر قناة ‪ATP‬‏-سينثيز. هذا بدوره يعني أنه ستكون هناك زيادة في عدد جزيئات ‪ADP‬‏ التي تتعرض للفسفرة. ومن ثم، ستنتج كمية أكبر من ‪ATP‬‏.

بالرجوع إلى الإجابات، يمكننا ملاحظة أن الخيار الصحيح الوحيد هو الخيار ج. إذا كان عدد أيونات الهيدروجين في الفراغ بين الغشائي يزداد بقدر ملحوظ، فستنتج كمية أكبر من الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏.