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La chaîne de transfert d'électrons est une série de réactions enzymatiques et protéiques au sein de la membrane mitochondriale interne. Combinée à la phosphorylation oxydative, elle convertit l'énergie sous forme de potentiel de transfert d'électrons du NADH et du FADH2 en énergie dans la liaison phosphate terminale de l'ATP. Simultanément, l'oxygène est consommé et l'eau est produite.
Le NADH et le FADH2 proviennent des réactions de la glycolyse, de la bêta-oxydation des acides gras, du cycle de l'acide tricarboxylique et d'autres voies métaboliques. Le NADH entre dans la chaîne au niveau de la NADH déshydrogénase pour produire 3 molécules d'ATP. Le FADH2 entre dans la chaîne au niveau du coenzyme Q pour produire 2 molécules d'ATP.
La phosphorylation oxydative est le mécanisme par lequel les actions de pompage de protons de la chaîne respiratoire sont transformées en ATP.
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