Elektronentransportlage

Elektronentransportlage bezeichnet die räumliche Lage des Elektronentransportsystems in Zellen, also die Membranen oder Kompartimente, in denen die Elektronentransportkette und die damit verbundenen Protonenpumpen lokalisiert sind. Die Lage ist eng mit der Energieumwandlung verknüpft, da sie die Bildung eines protonenmotorischen Potenzials bestimmt, das die ATP-Synthese antreibt.

In Eukaryoten findet der Elektronentransport in der inneren Membran der Mitochondrien statt. Die Membranfalten der Cristae vergrößern die Oberfläche, hier arbeiten die Hauptkomplexe der Atmung (I–IV) zusammen mit Ubiquinon und Cytochrom c. Der Elektronenfluss pumpt Protonen von der Matrix in den Intermembranraum, wodurch ein Protonengradient entsteht, der durch die ATP-Synthase genutzt wird, um ATP zu bilden. Die räumliche Organisation, einschließlich der Bildung von Superkomplexen, beeinflusst die Effizienz der Energiegewinnung.

In Prokaryoten (Bakterien und Archaea) liegt die Elektronentransportkette typischerweise in der Plasmamembran. Die Anordnung kann variieren, doch auch hier werden Elektronen im Membranjargon übertragen und oft Protonen gepumpt, um einen Protonengradienten für die ATP-Synthese zu erzeugen. Da Prokaryoten keine Mitochondrien besitzen, fehlt die intrazelluläre Compartimentierung der eukaryotischen Zellen.

Bei Photosynthese liegt der Elektronentransport in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten, wo Photonsystem II und I, der Cytochrom-b6f-Komplex, Plastocyanin und Ferredoxin-NADP+-Reduktase beteiligt sind. Der erzeugte Protonengradient treibt die ATP-Synthese an, während Elektronen schließlich NADP+ erreichen.

Die Lage des Elektronentransports ist damit abhängig von Organisationstyp und Stoffwechselweg (respiratorisch vs. photosynthetisch) und maßgeblich für die Kopplung von Elektronentransport und ATP-Bildung.