A ATP (adenozin-trifoszfát) a molekulát az élő szervezetek energiaforrásként használják. A sejtek energiát tárolnak ATP-ben a hozzáadásával foszfátcsoport az ADP-hez (adenozin-difoszfát).
A kemioszmózis az a mechanizmus, amely lehetővé teszi a sejtek számára, hogy hozzáadják a foszfátcsoportot, az ADP-t ATP-vé változtatják, és az energiát az extra kémiai kötésben tárolják. A glükóz metabolizmusának általános folyamatai és sejtlégzés képezik azt a keretet, amelyen belül a kemiosmózis végbemehet, és lehetővé teszi az ADP átalakulását ATP -vé.
ATP meghatározás és hogyan működik
Az ATP egy összetett szerves molekula, amely energiát képes tárolni foszfátkötésében. Az ADP-vel együtt működik, hogy az élő sejtekben kémiai folyamatokat működtetjen. Amikor egy szerves kémiai reakciónak energiára van szüksége a beindításához, a ATP molekula úgy kezdeményezheti a reakciót, hogy az egyik reaktánshoz kapcsolódik. A felszabaduló energia megtörheti a meglévő kötések egy részét, és új szerves anyagokat hozhat létre.
Például közben glükóz anyagcsere, az energia kinyeréséhez a glükózmolekulákat le kell bontani. A sejtek ATP energiát használnak a meglévő glükózkötések megszakítására és egyszerűbb vegyületek létrehozására. További ATP-molekulák energiájukkal speciális enzimek és szén-dioxid előállításához segítenek.
Bizonyos esetekben az ATP-foszfátcsoport egyfajta hídként működik. Kapcsolódik egy komplex szerves molekulához, az enzimek vagy hormonok pedig a foszfátcsoporthoz. Az ATP-foszfátkötés megszakadásakor felszabaduló energiát fel lehet használni új kémiai kötések kialakítására és a sejt számára szükséges szerves anyagok létrehozására.
A kemioszmózis a sejtlégzés során játszódik le
A sejtlégzés az élő sejteket működtető szerves folyamat. Az olyan tápanyagok, mint a glükóz, energiává alakulnak, amelyet a sejtek felhasználhatnak tevékenységük elvégzéséhez. Lépései sejtlégzés a következő:
- Szőlőcukor a vérben a kapillárisokból diffundál a sejtekbe.
- A glükózt két részre osztják piruvát molekulák a sejtek citoplazmájában.
- A piruvátmolekulák a sejtbe kerülnek mitokondrium.
- A citromsav ciklus lebontja a piruvátmolekulákat, és nagy energiájú molekulákat állít elő NADH és FADH2.
- A NADH és FADH2molekulák működtetik a mitokondriumokat elektronszállító lánc.
- A elektronszállító lánckemiozmózisa ATP-szintáz enzim hatására ATP-t termel.
A sejtes légzési lépések többsége megtörténik a mitokondrium belsejében az egyes cellákból. A mitokondriumok sima külső membránnal és erősen hajtogatott belső membránnal rendelkeznek. A legfontosabb reakciók a belső membránon keresztül mennek végbe, anyagot és ionokat visznek át a mátrix a belső membrán belsejébe és be inter membrán tér.
Hogyan termeli a kemioszmózis az ATP-t
Az elektrontranszportlánc a reakciók sorozatának utolsó szakasza, amely glükózzal kezdődik és ATP-vel, szén-dioxiddal és vízzel végződik. Az elektrontranszportlánc-lépések során a NADH és a FADH energiája2 régebben szivattyú protonok a belső mitokondriális membránon át az intermembrán térbe. A protonkoncentráció a belső és külső mitokondriális membránok közötti térben emelkedik, és az egyensúlyhiány egy elektrokémiai gradiens a belső membránon át.
A kemioszmózis akkor következik be, amikor a proton mozgatóerő protonok diffundálódását okozza egy féligáteresztő membránon. Az elektrontranszportlánc esetében a belső mitokondriális membránon átívelő elektrokémiai gradiens protonmotorikus erőt eredményez a protonokra az intermembrán térben. Az erő a protonokat visszahelyezi a belső membránon át a belső mátrixba.
Az úgynevezett enzim ATP-szintáz a belső mitokondriális membránba ágyazódik. A protonok az ATP-szintázon keresztül diffundálnak, amely a protonok mozgatóerejének energiáját felhasználva foszfátcsoportot ad hozzá a belső membrán belsejében lévő mátrixban elérhető ADP molekulákhoz.
Ily módon a mitokondriumban lévő ADP molekulák ATP-vé alakulnak a sejtlégzési folyamat elektrontranszportlánc-szegmensének végén. Az ATP molekulák kiléphetnek a mitokondriumból, és részt vehetnek más sejtreakciókban.