إن عُملة الطاقة المتداولة في أجسامنا هي الـ - ATP. هذا الجزيء الغني بالطاقة يُمَكِّنُ من فعالية الكثير من الإنزيمات ومن عمليات كثيرة ومتنوعة في الخلية. من أجل الحفاظ على مستوًى عالٍ من الـ - ATP ، يجب على الجسم إنتاجه ، والمصنع الرَّئيسي الذي يُنتِج الـ - ATP في الخليَّة هو الميتوكوندريا. تؤدي سلسلة نقل الإلكترونات إلى تَكوُّن منحدر تركيز في أيونات الهيدروجين وتنتج منه الطاقة الوضعية اللازمة لإنتاج الـ ATP بواسطة الزلال (البروتين) ATP سِنتاز.
مقطع الفيديو التالي يصف سلسلة نقل الإلكترونات والزلاليات المُشاركة والمبدأ الذي تجري هذه العملية وفقًا له. لاحِظوا أنه لا تظهر في المقطع جميع المباني المعقدة الفعّالة التي تشارك في العملية.
تم إنتاج هذا المقطع ضمن مشروع Virtual Cell المنبثق عن جامعة شمال داكوتا في الولايات المتحدة الأمريكية. تمت ترجمته من قبل طاقم ديفيدسون أون لاين (الترجمة للعربية: خالد مصالحة)
ATP هو جزيء غني بالطاقة وهو بمثابة عُملة الطاقة في الخلية. يجب بذل الطاقة لإنتاج مثل هذه الجزيئات، وبما أن توظيف الـ ATP لإنتاج ATP هو عملية عديمة النجاعة، يتوجب على الخلية توظيف مصدر بديل للطاقة. سلسلة نقل الإلكترونات في الميتوكوندريا تَستَخدِم نواتج تحليل السكر في عملية الجليكوليزا وفي دائرة كربس لتكوين منحدر تركيز في أيونات الهيدروجين من جانبَيْ الغشاء. يعمل منحدر التركيز على دفع عمل الزلال ATP سنتاز كما يدفع الماء عجلة طاحونة القمح.
واقعياً، تقترن منظومة الـ ATP سنتاز بسلسلة نقل الإلكترونات. يؤدي الإخلال بهذا الاقتران، بواسطة إبطال منحدر التركيز، إلى إبطال قدرة الخلية على إنتاج الـ ATP. سُم السيانيد هو مثال لمادة تؤدي إلى الإخلال بهذا الاقتران وذلك بواسطة إلحاق الضرر بالمبنى المعقد الرابع في سلسلة نقل الإلكترونات، الأمر الذي يؤدي إلى توقّف عملية تكوّن منحدر التركيز وإنتاج الـ ATP.
يمكن تشبيه اقتران سلسلة نقل الإلكترونات بالـ ATP سنتاز بالاقتران القائم بين علبة التروس (الغيارات) في السيارة وبين العجلات. عندما تكون السيارة مهيّأة في أحد التروس، يؤدي الضغط على دواسة الوقود (سلسلة نقل الإلكترونات) إلى استدارة العجلات (ATP سنتاز) عن طريق علبة التروس (منحدر التركيز). ولكن إذا ضغطنا على دواسة القابض (الكلتش) فإننا نفصل علبة التروس عن دواسة الوقود، وإذا ضغطنا على دواسة الوقود بأقصى ما يمكن من الضغط، ليتدفق الوقود بوفرة، لن تستدير العجلات، لأنها تكون مفصولة عن المحرك. بصورة مشابهة، إذا اختلَّ منحدر التركيز، يتوقف الـ ATP سنتاز عن العمل، بدون علاقة بكمية الأكسجين والمواد المُختزِلة المتدفقة.
يوجد للأكسجين دور كبير في كينونة هذه العملية واستدامتها، لذلك، نحن بحاجة للأكسجين كي نحافظ على وجودنا. الأكسجين، من الناحية العملية، هو أحد مصادر إنتاج الطاقة في الجسم. الإخلال في تزويد الأكسجين يؤدي إلى الإخلال في عمل المبنى المعقد الرابع وتكوين منحدر التركيز. هذا هو، أيضًا، السبب في تسمية عملية إنتاج الـ ATP بـِ"التنفس الهوائي".
تتكون سلسلة نقل الإلكترونات من أربعة مبانٍ زلالية معقدة في غشاء الميتوكوندريا، تم في مقطع الفيديو عرض ثلاثة منها فقط. المبنى المعقد الناقص هو المبنى المعقد II الذي يقوم بأكسدة الجزيء المسمّى سوكسينات (مادة ناتجة مرافقة لعمليات تحليل السكريات)، لنقل إلكترونات أخرى إلى السلسلة، وضخ بروتونات (أيونات هيدروجين) إضافية، نتيجةً لذلك.
الترجمة للعربيّة: أ. خالد إبراهيم مصالحة
التدقيق اللغوي: أ. خالد صفدي
الإشراف والتحرير العلمي: رقيّة خالد صبّاح