Modul în care ADP este convertit în ATP în timpul chimiozmozei în mitocondrie

ATP (adenozin trifosfat) molecula este utilizată de organismele vii ca sursă de energie. Celulele stochează energie în ATP prin adăugarea unui grupa fosfat la ADP (adenozin difosfat).

Chimiosmoza este mecanismul care permite celulelor să adauge grupul fosfat, schimbând ADP în ATP și stocând energia în legătura chimică suplimentară. Procesele generale ale metabolismului glucozei și respirație celulară constituie cadrul în care poate avea loc chimiozmoza și permit conversia ADP în ATP.

ATP este o moleculă organică complexă care poate stoca energie în legăturile sale fosfat. Funcționează împreună cu ADP pentru a alimenta multe dintre procesele chimice din celulele vii. Atunci când o reacție chimică organică are nevoie de energie pentru a începe, al treilea grup fosfat al Molecula ATP poate iniția reacția atașându-se la unul dintre reactanți. Energia eliberată poate rupe unele dintre legăturile existente și poate crea noi substanțe organice.

De exemplu, în timpul

În unele cazuri, grupul de fosfat ATP acționează ca un fel de punte. Se atașează de o moleculă organică complexă, iar enzimele sau hormonii se atașează grupului fosfat. Energia eliberată când se rupe legătura fosfat ATP poate fi utilizată pentru a forma noi legături chimice și pentru a crea substanțele organice necesare celulei.

Respirația celulară este procesul organic care alimentează celulele vii. Nutrienții precum glucoza sunt transformați în energie pe care celulele o pot folosi pentru a-și desfășura activitățile. Pașii de respirație celulară sunt după cum urmează:

1. Glucoză în sânge difuzează din capilare în celule.
2. Glucoza este împărțită în două molecule de piruvat în citoplasma celulară.
3. Moleculele piruvatului sunt transportate în celulă mitocondrii.
4. ciclul acidului citric descompune moleculele de piruvat și produce molecule de mare energie NADH și FADH₂.
5. NADH și FADH₂moleculele alimentează mitocondriile lanțul de transport al electronilor.
6. lanțul de transport al electronilorChimiiosmoza produce ATP prin acțiunea enzimei ATP sintază.

Majoritatea etapelor de respirație celulară au loc în interiorul mitocondriilor a fiecărei celule. Mitocondriile au o membrană exterioară netedă și o membrană interioară puternic pliată. Reacțiile cheie au loc prin membrana interioară, transferând material și ioni din matrice în interiorul membranei interioare în și în afara spațiu inter membrană.

Lanțul de transport al electronilor este segmentul final dintr-o serie de reacții care începe cu glucoza și se termină cu ATP, dioxid de carbon și apă. În timpul etapelor lanțului de transport al electronilor, energia de la NADH și FADH₂ este obișnuit pompează protoni de-a lungul membranei mitocondriale interioare în spațiul intermembranar. Concentrația de protoni din spațiul dintre membranele mitocondriale interioare și externe crește și dezechilibrul are ca rezultat gradient electrochimic peste membrana interioară.

Chimiiosmoza are loc atunci când a forța motivantă a protonilor determină difuzarea protonilor pe o membrană semipermeabilă. În cazul lanțului de transport al electronilor, gradientul electrochimic de-a lungul membranei mitocondriale interioare are ca rezultat o forță motrice a protonilor asupra protonilor din spațiul intermembranar. Forța acționează pentru a muta protonii înapoi peste membrana interioară, în matricea interioară.

O enzimă numită ATP sintază este încorporat în membrana mitocondrială internă. Protonii difuzează prin ATP sintază, care folosește energia din forța motivă a protonului pentru a adăuga o grupare fosfat la moleculele ADP disponibile în matricea din interiorul membranei interioare.

În acest fel, moleculele ADP din interiorul mitocondriilor sunt convertite în ATP la sfârșitul segmentului lanțului de transport al electronilor al procesului de respirație celulară. Moleculele ATP pot ieși din mitocondrii și pot lua parte la alte reacții celulare.