b'\n_START_ARTICLE_\nDihalna veriga\n_START_PARAGRAPH_\nDihalna veriga (tudi elektronska transportna veriga; angle\xc5\xa1ko Electron Transport Chain) je serija membranskih proteinov prena\xc5\xa1alcev elektronov, ki so posredniki pri adenozin trifosfat (ATP) sintetizirajo\xc4\x8dih biokemijskih reakcij. ATP je energijsko bogata in \xc5\xbeivljenjsko pomembna molekula. \xc5\xbdivim organizmom sta na voljo le dva vira energije, in sicer reakcija oksidacija-redukcija (redoks reakcija) ter son\xc4\x8dna energija(fotosinteza). Organizmi, ki za svoje \xc5\xbeivljenjske potrebe uporabljajo prvo, so hemotrofni, drugi pa fototrofni. Kljub vsemu obojni pridobivajo energijo v obliki ATP na enak na\xc4\x8din, tj. s pomo\xc4\x8djo dihalne verige, ki se odvija na notranji mitohondrijski membrani._NEWLINE_Glavni namen dihalne verige je torej proizvajanje ATP iz energijsko bogatih elektronov. To je dose\xc5\xbeeno skozi tri stopnje: postopno \xc4\x8drpanje energije iz energijsko bogatih elektronov, uporaba te energije za vzpostavitev neravnote\xc5\xbeja med koncentracijo protonov na zunanji in notranji strani notranje mitohondrijske membrane in uporaba neravnote\xc5\xbeja kot gonilno silo za proizvajanje ATP._NEWLINE_ATP-sintaza je encim, ki sintetizira energijsko bogato molekulo ATP. Struktura ATP sintaze sta ohranjena v vseh \xc5\xbeivih bitjih. ATP-sintazo poganja prekomembranski elektrokemijski koncentracijski gradient, ki nastane s pomo\xc4\x8djo procesov dihalne verige. Procesi potekajo z ve\xc4\x8d redoks reakcijami, kjer energijsko bogata molekula odda elektron energijsko revnej\xc5\xa1i molekuli. Zelo majhna koli\xc4\x8dina ATP molekul nastane tudi direktno s fosforilacijo pri ostalih biokemijskih procesih izven dihalne verige (Krebsov ciklus, glikoliza).\n_START_SECTION_\nDihalna veriga, ki poteka v mitohondriju\n_START_PARAGRAPH_\nZa\xc4\x8detni metabolizem vira energije, kot je na primer glukoza, se odvija v citoplazmi celice, produkti pa so nato preneseni v mitohondrij, kjer se nadaljuje katabolizem s pomo\xc4\x8djo metabolnih poti Krebsovega cikla, oksidacije ma\xc5\xa1\xc4\x8dobne kisline in oksidacije aminokisline. Kon\xc4\x8dni produkt metabolnih poti sta energijsko bogata elektron-donorja NADH ter FADH2, ki skozi dihalno verigo elektrone oddata kisiku, ta pa se reducira v vodo. Reakcije dihalne verige potekajo na notranji mitohondrijski membrani, encimi, ki pri tem sodelujejo, pa so sposobni so\xc4\x8dasno ustvarjati protonski prekomembranski koncentracijski gradient z namenom, da se ustvari gonilna delovna sila._NEWLINE__NEWLINE_Potek reakcij skozi dihalno verigo prikazuje zgornja shema. Energija elektronov (\xc4\x8drne pu\xc5\xa1\xc4\x8dice) je uporabljena za \xc4\x8drpanje protonov v medmembranski prostor, s \xc4\x8dimer se ustvarja prekomembranski gradient. Ta gradient omogo\xc4\x8di tok protonov skozi ATP-sintazo nazaj v matriks in tvorbo ATP iz energijsko manj bogate molekule ADP. Kompleks I, imenovan tudi NADH dehidrogenaza ali koencim Q reduktaza, sprejme elektrone od prena\xc5\xa1alca NADH (NADH nastane v Krebsovem ciklu) in jih po\xc5\xa1lje dalje do koencima Q (UbiQuinone). Ta jih sprejme tudi od kompleksa II (sukcinat dehidrogenaza) in po\xc5\xa1lje dalje do kompleksa III (citokrom bc1 kompleks). Od tretjega kompleksa potujejo preko citokroma c dalje do kompleksa IV (citokrom c oksidaza), ki uporabi elektrone in vodikove ione za redukcijo molekularnega kisika v vodo. Prvi, tretji in \xc4\x8detrti kompleks, imajo funkcijo protonske \xc4\x8drpalke.\n_START_SECTION_\nKompleksi v dihalni verigi\n_START_PARAGRAPH_\nKompleks I je poznan tudi pod imenom NADH ubikinon oksidoreduktaza in odstrani dva elektrona iz NADH ter ju prenese na ubikinon (Q), ki je topen v ma\xc5\xa1\xc4\x8dobah. Reduciran ubikinol (QH2) se tako lahko spoji z membrano. Isto\xc4\x8dasno kompleks I pre\xc4\x8drpa \xc5\xa1tiri protone v medmembranski prostor in tako ustvari koncentracijski gradient. Kompleks I je eno izmed najpogostej\xc5\xa1ih mest, kjer se elektron pred\xc4\x8dasno odcepi in manjka kisiku ter nastane \xc5\xa1kodljiv radikal superoksid._NEWLINE_Kompleks II je poznan tudi pod imenom sukcinat dehidrogenaza in ni protonska \xc4\x8drpalka. Njegov namen je dovajanje dodatne koli\xc4\x8dine elektronov (z FAD) kinonu z odstranjevanjem le-teh iz sukcinata. Kompleks II je sestavljen iz \xc5\xa1tirih proteinskih podenot SDHA, SDHB, SDHC in SDHD._NEWLINE_Kompleks III je poznan tudi pod imenom citokrom bc1 kompleks in je zadol\xc5\xbeen za postopno odstranjevanje dveh elektronov iz QH2 ter njuno prena\xc5\xa1anje do citokroma c, ki je vodotopen nosilec elektronov in se nahaja v medmembranskem prostoru. Isto\xc4\x8dasno kompleks IV pre\xc4\x8drpa dva protona v medmembranski prostor, skupno pa povzro\xc4\x8di premik \xc5\xa1tirih protonov, saj se dva protona izlo\xc4\x8dita \xc5\xa1e iz ubiquinola. Kadar je prenos elektronov oviran, lahko nastane superoksid, ki pa je reduciran v eni izmed kasnej\xc5\xa1ih faz ATP sinteze._NEWLINE_Encim Citokrom c Oksidaza ali kompleks IV je velik transmembranski (prekomembranski) protein, ki se nahaja v fosfolipidnem dvosloju notranje membrane mitohondrijev in je zadnji protein v dihalni verigi. Je lipoprotein, ki je pri sesalcih sestavljen iz ve\xc4\x8d kovinskih prosteti\xc4\x8dnih delov in trinajstih beljakovinskih podenot.Kompleks IV prejme po en elektron od vsake citokrom c molekule in jih prenese na eno molekulo kisika, kar spremeni molekularni kisik v dve molekuli vode. V procesu so hkrati preme\xc5\xa1\xc4\x8deni \xc5\xa1tirje protoni, kar je v pomo\xc4\x8d pri vzpostavitvi kemiosmotskega potenciala, ki ga ATP sintaza uporabi za sintezo ATP-ja._NEWLINE_Vzroki za motnje v delovanju kompleksa IV so prisotnost cianidov, sulfidov, azidov in ogljikovega monoksida. Te snovi se ve\xc5\xbeejo na citokrom c oksidazo in s tem prepre\xc4\x8dijo delovanje proteina, kar povzro\xc4\x8di kemi\xc4\x8dno zadu\xc5\xa1itev celic. Najpogostej\xc5\xa1i vzroki za motnje pa so mutacije. Te se lahko pojavijo v jedru ali mitohondriju. V jedru nastanejo \xc5\xa1tiri mutacije proteinov, potrebnih za izgradnjo holokompleksa, ter ena v mRNA veznem proteinu.Mutacije, ki prizadenejo delovanje citokrom c oksidaze posledi\xc4\x8dno vodijo v hude metaboli\xc4\x8dne bolezni, ki so pogosto neozdravljive. Te bolezni izbruhnejo zgodaj v otro\xc5\xa1tvu in prednostno prizadenejo tkiva, ki zahtevajo veliko energije za izvajanje funkcij, kot so mo\xc5\xbegani, srce in mi\xc5\xa1ice._NEWLINE_Nekaterih vreten\xc4\x8darji lahko\xc2\xa0\xc2\xbbrazklopijo\xc2\xab\xc2\xa0zadnji korak in prepu\xc5\xa1\xc4\x8dajo protone iz medmembranskega prostora nazaj v celico. S tem se poru\xc5\xa1i biokemijski gradient in celoten proces slu\xc5\xbei samo generiranju toplote (termogenezi).'