Die Atmungskette und ATP-Synthese
Die Atmungskette ist der finale und energiereichste Teil der Zellatmung. Hier werden die in NADH+H⁺ und FADH₂ gespeicherten Elektronen schrittweise übertragen, um ATP zu produzieren.
Die Elektronen wandern durch die Komplexe I, III und IV der inneren Mitochondrienmembran. Dabei werden Protonen aus der Matrix in den Intermembranraum gepumpt, wodurch ein Konzentrations- und Ladungsgradient entsteht. Am Ende werden die Elektronen auf Sauerstoff übertragen, der mit Protonen zu Wasser reagiert.
Die ATP-Synthase nutzt diesen Protonengradienten zur ATP-Herstellung. Das chemiosmotische Modell beschreibt diese Kopplung von Redoxreaktion und ATP-Synthese. Die protonenmotorische Kraft treibt die ATP-Synthese an - ein geniales System!
Blausäure ist ein tödliches Gift, das Komplex IV blockiert. Dadurch kommt der Elektronentransport zum Erliegen, NADH+H⁺ und FADH₂ können nicht mehr oxidiert werden, der Protonengradient bricht zusammen und die ATP-Synthese stoppt - Zelltod ist die Folge.
Merkhilfe: Die Atmungskette funktioniert wie ein Wasserkraftwerk - der Protonengradient ist der "Wasserdruck", der die ATP-Turbine antreibt!