Bagaimana ADP Dikonversi menjadi ATP Selama Kemiosmosis dalam Mitokondria

Itu ATP (adenosin trifosfat) molekul yang digunakan oleh organisme hidup sebagai sumber energi. Sel menyimpan energi dalam ATP dengan menambahkan gugus fosfat menjadi ADP (adenosin difosfat).

Kemiosmosis adalah mekanisme yang memungkinkan sel untuk menambahkan gugus fosfat, mengubah ADP menjadi ATP dan menyimpan energi dalam ikatan kimia tambahan. Keseluruhan proses metabolisme glukosa dan respirasi seluler merupakan kerangka kerja di mana kemiosmosis dapat terjadi dan memungkinkan konversi ADP menjadi ATP.

ATP adalah molekul organik kompleks yang dapat menyimpan energi dalam ikatan fosfatnya. Ia bekerja sama dengan ADP untuk menggerakkan banyak proses kimia dalam sel hidup. Ketika reaksi kimia organik membutuhkan energi untuk memulainya, gugus fosfat ketiga dari molekul ATP dapat memulai reaksi dengan mengikatkan dirinya pada salah satu reaktan. Energi yang dilepaskan dapat memutuskan beberapa ikatan yang ada dan menciptakan zat organik baru.

Misalnya, selama

Dalam beberapa kasus, gugus fosfat ATP bertindak sebagai semacam jembatan. Ini menempel pada molekul organik kompleks dan enzim atau hormon menempel pada gugus fosfat. Energi yang dibebaskan ketika ikatan ATP fosfat terputus dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia baru dan menciptakan zat organik yang dibutuhkan oleh sel.

Respirasi sel adalah proses organik yang menggerakkan sel-sel hidup. Nutrisi seperti glukosa diubah menjadi energi yang dapat digunakan sel untuk melakukan aktivitasnya. Langkah-langkah dari respirasi seluler adalah sebagai berikut:

1. Glukosa dalam darah berdifusi dari kapiler ke dalam sel.
2. Glukosa dibagi menjadi dua molekul piruvat dalam sitoplasma sel.
3. Molekul piruvat diangkut ke dalam sel mitokondria.
4. Itu siklus asam sitrat memecah molekul piruvat dan menghasilkan molekul berenergi tinggi NADH dan FADH₂.
5. Itu NADH dan FADH₂molekul memberi daya pada mitokondria rantai transpor elektron.
6. Itu rantai transpor elektronkemiosmosis menghasilkan ATP melalui kerja enzim ATP sintase.

Sebagian besar langkah respirasi seluler terjadicellular di dalam mitokondria dari setiap sel. Mitokondria memiliki membran luar yang halus dan membran dalam yang sangat terlipat. Reaksi kunci terjadi di membran dalam, mentransfer bahan dan ion dari matriks di dalam membran dalam masuk dan keluar dari ruang antar-membran.

Rantai transpor elektron adalah segmen terakhir dalam serangkaian reaksi yang dimulai dengan glukosa dan diakhiri dengan ATP, karbon dioksida, dan air. Selama langkah rantai transpor elektron, energi dari NADH dan FADH₂ digunakan untuk pompa proton melintasi membran mitokondria bagian dalam ke dalam ruang antarmembran. Konsentrasi proton di ruang antara membran mitokondria bagian dalam dan luar meningkat dan ketidakseimbangan menghasilkan gradien elektrokimia melintasi membran dalam.

Kemiosmosis terjadi ketika kekuatan gerak proton menyebabkan proton berdifusi melintasi membran semipermeabel. Dalam kasus rantai transpor elektron, gradien elektrokimia melintasi membran mitokondria bagian dalam menghasilkan gaya gerak proton pada proton di ruang antarmembran. Gaya bertindak untuk memindahkan proton kembali melintasi membran dalam, ke dalam matriks interior.

Enzim yang disebut ATP sintase tertanam dalam membran mitokondria bagian dalam. Proton berdifusi melalui ATP sintase, yang menggunakan energi dari gaya gerak proton untuk menambahkan gugus fosfat ke molekul ADP yang tersedia dalam matriks di dalam membran dalam.

Dengan cara ini, molekul ADP di dalam mitokondria diubah menjadi ATP pada akhir segmen rantai transpor elektron dari proses respirasi seluler. Molekul ATP dapat keluar dari mitokondria dan mengambil bagian dalam reaksi sel lainnya.