Trong một thí nghiệm, một tế bào có O₂ đầy đủ nhưng không sản sinh được ATP. Tuy nhiên, NADH vẫn tích lũy cao. Hãy phân tích vị trí trục trặc trong chuỗi hô hấp tế bào.

Question

Accepted Answer

{"userId":5407170,"userName":"Hà nhân"}Trong chuỗi hô hấp tế bào, nếu có đủ O₂ nhưng ATP không được sản sinh, trong khi NADH vẫn tích lũy cao, vấn đề rất có thể nằm ở chuỗi chuyền điện tử.

Bình thường, NADH được dùng để chuyển các electron vào chuỗi chuyền điện tử, giúp bơm H⁺ qua màng trong của ty thể, tạo ra chênh lệch điện hóa giúp ATP synthase tổng hợp ATP. Nhưng nếu ATP không được tạo ra, có thể có hai khả năng chính gây ra sự cố này:

1. Sự cố tại chuỗi chuyền điện tử

Chuỗi chuyền điện tử gồm 4 phức hợp:

Phức hợp I nhận electron từ NADH.
Phức hợp II nhận electron từ FADH₂.
Phức hợp III và IV tiếp tục truyền electron, cuối cùng kết hợp với O₂ để tạo nước.

Nếu NADH tích lũy nhưng không tạo ATP, nghĩa là chuỗi chuyền điện tử bị tắc nghẽn ở đâu đó. Nguyên nhân có thể là:

Một trong các phức hợp bị hỏng, đặc biệt là phức hợp I hoặc III, làm NADH không thể truyền electron.
Thiếu hụt Coenzyme Q hoặc Cytochrome c, khiến electron không thể truyền qua các phức hợp.

2. Phức hợp ATP synthase gặp vấn đề

Nếu chuỗi chuyền điện tử vẫn hoạt động nhưng ATP không được tạo, có thể do ATP synthase bị hỏng hoặc bị ức chế, khiến H⁺ không được sử dụng để tổng hợp ATP. Khi đó, điện thế màng vẫn duy trì nhưng ATP không hình thành.

Hướng giải quyết

Để kiểm tra vị trí trục trặc, có thể:

Đo điện thế màng trong ty thể → Nếu vẫn có chênh lệch điện hóa, nhưng ATP không tạo, thì vấn đề nằm ở ATP synthase.
Kiểm tra mức tiêu thụ O₂ → Nếu O₂ vẫn được tiêu thụ nhưng ATP không tạo, có thể chuỗi chuyền điện tử có vấn đề.
Phân tích lượng NADH và FADH₂ → Nếu NADH tăng cao mà FADH₂ không thay đổi nhiều, khả năng cao phức hợp I gặp sự cố.

Nếu cần cách diễn giải dễ hiểu hơn cho cô giáo, hãy nghĩ rằng chuỗi chuyền điện tử giống như một dây chuyền sản xuất, nếu một công đoạn bị chặn, toàn bộ quá trình sẽ bị đình trệ. ATP chính là "sản phẩm cuối", nhưng nếu "băng chuyền" bị tắc hoặc "máy sản xuất" hỏng, ATP sẽ không được tạo ra dù có đầy đủ nguyên liệu.