elektronentransport

Elektronentransport bezeichnet den Prozess des kontrollierten Transfers von Elektronen durch eine Kette von Elektronenträgern, der in der Zellmembran oder in inneren Membranen von Organellen stattfindet. Ziel ist die Erzeugung eines Protonengradienten, der als Antrieb für die Synthese von ATP dient.

Vorkommen: In Eukaryoten erfolgt der Großteil des Elektronentransports im Mitochondrieninneren (Atmung) und in Chloroplasten während der Photosynthese; bei Prokaryoten in der Plasmamembran. Elektronentransportketten bestehen aus mehreren Proteinkomplexen (Komplexe I–IV), Elektronenträgern wie Ubichinon und Cytochromen sowie der ATP-Synthase.

Funktionsweise: Elektronen stammen typischerweise aus NADH oder FADH2. Über den Fluss durch die Kette geben die Elektronen Energie ab, die genutzt wird, um Protonen gegen ihren Konzentrationsgradienten zu transportieren. Im aeroben Zustand dient der Endakzeptor Sauerstoff, der zu Wasser reduziert wird. Der resultierende Protonengradient treibt die ATP-Synthase an, die ADP und Pi zu ATP verbindet (Chemiosmose).

Photosynthese: In den lichtabhängigen Reaktionen werden Elektronen von Wasser über Photosystem II und Photosystem I durch eine Kette über Plastoquinon, Cytochrom-b6f und Plastocyanin zu NADP+ geleitet. Dabei wird ein Protonengradient aufgebaut und ATP sowie NADPH produziert.

Variationen und Bedeutung: In Bakterien können auch andere Endakzeptoren (z. B. NO3−, SO4 2−) verwendet werden. Inhibitoren wie Rotenon, Antimycin A oder Cyanid blockieren einzelne Komplexe und hemmen die Energiegewinnung. Elektronentransport ist zentral für Zellatmung, Photosynthese und den allgemeinen Energiestoffwechsel.