Chaîne respiratoire

La principale fonction de la chaîne respiratoire est de produire de l'ATP, l'énergie cellulaire utilisable. Elle le fait en transférant des électrons le long d'une série de protéines, en utilisant l'énergie libérée pour pomper des protons (ions H⁺) à travers la membrane mitochondriale interne, créant ainsi un gradient de protons. La chaîne respiratoire comprend une série de complexes protéiques, notamment le complexe I (NADH déshydrogénase), le complexe II (succinate déshydrogénase), le complexe III (cytochrome bc1), le complexe IV (cytochrome c oxydase) et des transporteurs de coenzymes Q et de cytochromes. 

Le processus commence lorsque les électrons provenant du transporteur de coenzyme NADH (dans le cas du complexe I) ou du FADH2 (dans le cas du complexe II) sont transférés vers le complexe I ou II, respectivement. Les électrons passent ensuite à travers les complexes de la chaîne respiratoire, perdant progressivement de l'énergie à chaque transfert. L'énergie libérée par le transfert d'électrons est utilisée pour pomper des protons de la matrice mitochondriale vers l'espace intermembranaire, créant ainsi un gradient de concentration de protons.

L'énergie potentielle stockée dans le gradient de protons est ensuite utilisée par l'ATP synthase, une enzyme située dans la membrane mitochondriale interne, pour produire de l'ATP à partir d'adénosine diphosphate (ADP) et de phosphate inorganique (Pi) dans un processus appelé phosphorylation oxydative. Finalement, les électrons sont transférés vers l'oxygène moléculaire (O2), réduisant l'oxygène pour former de l'eau. Ce processus régénère également les coenzymes NAD+ et FAD, qui peuvent alors revenir à leur état réduit pour recommencer le cycle respiratoire.