Cadena de transport d'electrons

Una cadena de transport d'electrons és un sistema bioquímic que acobla la transferència d'electrons entre un donador d'electrons (p. ex.: NADH) i un acceptor d'electrons (p. ex.: O₂) amb la transferència d'ions H⁺ (protons) a través d'una membrana cel·lular, resultant-ne un gradient electroquímic de protons que es fa servir per generar energia química en forma de trifosfat d'adenosina (ATP). Les cadenes de transport d'electrons són els mecanismes cel·lulars utilitzats per a l'extracció d'energia de la llum solar en la fotosíntesi i també de les reaccions redox, com ara l'oxidació de sucres (respiració).

En els cloroplasts, la llum impulsa la conversió d'aigua en oxigen i NADP⁺ a NADPH amb la transferència de ions H⁺ a través de membranes del cloroplast. En els mitocondris, que és la conversió d'oxigen a aigua, NADH a NAD⁺ i succinat a fumarat que es requereixen per generar el gradient de protons. Les cadenes de transport d'electrons són els principals llocs de flux d'electrons cap a l'oxigen, generant superòxid i resultant potencialment en un augment de l'estrès oxidatiu.

La cadena de transport d'electrons consisteix en una sèrie de reaccions redox separades espaialment en la qual els electrons són transferits d'una molècula donadora a una molècula acceptora. La força subjacent darrere d'aquestes reaccions és l'energia lliure de Gibbs dels reactius i productes. L'energia lliure de Gibbs és l'energia disponible ("lliure") per produir treball. Qualsevol reacció que disminueix el total d'energia lliure de Gibbs d'un sistema és termodinàmicament espontània.

La funció de la cadena de transport d'electrons és produir un gradient electroquímic transmembrana de protons com a resultat de les reaccions redox.^[1] Si els protons "flueixen" a través de la membrana, permeten el treball mecànic, com ara la rotació de flagels bacterians. L'ATP sintasa, un enzim altament conservat entre tots els dominis de la vida, converteix aquesta energia mecànica en energia química mitjançant la producció d'ATP,^[2] que alimenta la majoria de reaccions cel·lulars.