วิธีที่ ADP ถูกแปลงเป็น ATP ระหว่างการทำเคมีออสโมซิสภายในไมโตคอนเดรีย

เอทีพี (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต) โมเลกุลถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตเป็นแหล่งพลังงาน เซลล์เก็บพลังงานไว้ใน ATP โดยการเพิ่ม a กลุ่มฟอสเฟต เป็น ADP (อะดีโนซีนไดฟอสเฟต)

เคมีออสโมซิสเป็นกลไกที่ช่วยให้เซลล์เพิ่มกลุ่มฟอสเฟต เปลี่ยน ADP เป็น ATP และเก็บพลังงานไว้ในพันธะเคมีเพิ่มเติม กระบวนการโดยรวมของการเผาผลาญกลูโคสและ การหายใจระดับเซลล์ เป็นกรอบการทำงานที่เคมีโอโมซิสสามารถเกิดขึ้นและเปิดใช้งานการแปลง ADP เป็น ATP

คำจำกัดความของ ATP และวิธีการทำงาน

ATP เป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งสามารถเก็บพลังงานไว้ในพันธะฟอสเฟตได้ ทำงานร่วมกับ ADP เพื่อขับเคลื่อนกระบวนการทางเคมีหลายอย่างในเซลล์ที่มีชีวิต เมื่อปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ต้องการพลังงานเพื่อเริ่มต้น กลุ่มฟอสเฟตที่สามของ โมเลกุลเอทีพี สามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาโดยยึดติดกับตัวทำปฏิกิริยาตัวใดตัวหนึ่ง พลังงานที่ปล่อยออกมาสามารถทำลายพันธะที่มีอยู่บางส่วนและสร้างสารอินทรีย์ใหม่

ตัวอย่างเช่น ในช่วง เมแทบอลิซึมของกลูโคสจะต้องสลายโมเลกุลกลูโคสเพื่อดึงพลังงานออกมา เซลล์ใช้พลังงาน ATP เพื่อทำลายพันธะกลูโคสที่มีอยู่และสร้างสารประกอบที่ง่ายกว่า โมเลกุล ATP เพิ่มเติมใช้พลังงานเพื่อช่วยในการผลิตเอนไซม์พิเศษและคาร์บอนไดออกไซด์

ในบางกรณี กลุ่ม ATP ฟอสเฟตทำหน้าที่เป็นสะพานชนิดหนึ่ง มันยึดติดกับโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนและเอ็นไซม์หรือฮอร์โมนยึดติดกับกลุ่มฟอสเฟต พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาเมื่อพันธะเอทีพีฟอสเฟตถูกทำลายสามารถใช้เพื่อสร้างพันธะเคมีใหม่และสร้างสารอินทรีย์ที่เซลล์ต้องการ

เคมีออสโมซิสเกิดขึ้นระหว่างการหายใจระดับเซลล์

การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการอินทรีย์ที่ให้พลังงานแก่เซลล์ที่มีชีวิต สารอาหารเช่นกลูโคสจะถูกแปลงเป็นพลังงานที่เซลล์สามารถใช้เพื่อทำกิจกรรมได้ ขั้นตอนของ การหายใจระดับเซลล์ มีรายละเอียดดังนี้:

  1. กลูโคส ในเลือดกระจายจากเส้นเลือดฝอยเข้าสู่เซลล์
  2. กลูโคสถูกแบ่งออกเป็นสอง โมเลกุลไพรูเวต ในเซลล์ไซโตพลาสซึม
  3. โมเลกุลของไพรูเวตถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ ไมโตคอนเดรีย.
  4. วงจรกรดซิตริก สลายโมเลกุลไพรูเวตและสร้างโมเลกุลพลังงานสูง NADH และ FADH2.
  5. NADH และ FADH2โมเลกุลให้พลังงานแก่ไมโตคอนเดรีย ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน.
  6. ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนchemiosmosis ของเคมีผลิต ATP ผ่านการกระทำของเอนไซม์ ATP synthase

ขั้นตอนการหายใจระดับเซลล์ส่วนใหญ่เกิดขึ้น ภายในไมโตคอนเดรีย ของแต่ละเซลล์ ไมโทคอนเดรียมีเยื่อหุ้มชั้นนอกเรียบและเยื่อหุ้มชั้นในที่พับแน่นหนา ปฏิกิริยาหลักเกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มชั้นใน ถ่ายเทวัสดุและไอออนจาก เมทริกซ์ ภายในเยื่อหุ้มชั้นในเข้าและออกจาก พื้นที่ระหว่างเมมเบรน

Chemiosmosis ผลิต ATP ได้อย่างไร

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเป็นส่วนสุดท้ายในชุดของปฏิกิริยาที่เริ่มต้นด้วยกลูโคสและจบลงด้วย ATP คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ในระหว่างขั้นตอนของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน พลังงานจาก NADH และ FADH2 ใช้เพื่อ โปรตอนปั๊ม ผ่านเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นใน เข้าไปในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ ความเข้มข้นของโปรตอนในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นในและชั้นนอกเพิ่มขึ้น และความไม่สมดุลส่งผลให้เกิด ไล่ระดับไฟฟ้าเคมี ผ่านเยื่อหุ้มชั้นใน

เคมีออสโมซิสเกิดขึ้นเมื่อ a แรงกระตุ้นโปรตอน ทำให้โปรตอนกระจายไปทั่วเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ในกรณีของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน การไล่ระดับเคมีไฟฟ้าผ่านเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นในส่งผลให้เกิดแรงกระตุ้นของโปรตอนต่อโปรตอนในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ แรงกระทำการเคลื่อนโปรตอนกลับข้ามเยื่อหุ้มชั้นใน เข้าไปในเมทริกซ์ภายใน

เอนไซม์ที่เรียกว่า เอทีพีสังเคราะห์ ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นใน โปรตอนกระจายตัวผ่าน ATP synthase ซึ่งใช้พลังงานจากแรงกระตุ้นของโปรตอนเพื่อเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับโมเลกุล ADP ที่มีอยู่ในเมทริกซ์ภายในเยื่อหุ้มชั้นใน

ด้วยวิธีนี้ โมเลกุล ADP ภายในไมโตคอนเดรียจะถูกแปลงเป็น ATP ที่ส่วนท้ายของส่วนห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนของกระบวนการหายใจของเซลล์ โมเลกุล ATP สามารถออกจากไมโตคอนเดรียและมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของเซลล์อื่นๆ

  • แบ่งปัน
instagram viewer