Sisältö
- ATP-määritelmä ja miten se toimii
- Kemiosmoosi tapahtuu soluhengityksen aikana
- Kuinka kemosmosmoosi tuottaa ATP: tä
Elävät organismit käyttävät ATP (adenosiinitrifosfaatti) -molekyyliä energialähteenä. Solut varastoivat energiaa ATP: ssä lisäämällä fosfaattiryhmä ADP: hen (adenosiinidifosfaatti).
Kemiokosmoosi on mekanismi, jonka avulla solut voivat lisätä fosfaattiryhmää, muuttaa ADP: tä ATP: ksi ja varastoida energiaa ylimääräiseen kemialliseen sidokseen. Glukoosimetabolian ja solujen hengityksen kokonaisprosessit muodostavat kehyksen, jossa kemosmosmoosi voi tapahtua ja mahdollistaa ADP: n muuttumisen ATP: ksi.
ATP-määritelmä ja miten se toimii
ATP on monimutkainen orgaaninen molekyyli, joka voi varastoida energiaa fosfaattisidoksissaan. Se toimii yhdessä ADP: n kanssa monien kemiallisten prosessien virittämiseksi elävissä soluissa. Kun orgaaninen kemiallinen reaktio tarvitsee energiaa sen käynnistämiseksi, ATP-molekyylin kolmas fosfaattiryhmä voi käynnistää reaktion kiinnittymällä yhteen yhteen reagensseista. Vapautunut energia voi rikkoa osan olemassa olevista sidoksista ja luoda uusia orgaanisia aineita.
Esimerkiksi aikana glukoosimetabolia, glukoosimolekyylit on hajotettava energian saamiseksi. Solut käyttävät ATP-energiaa katkaistakseen olemassa olevat glukoosisidokset ja luodakseen yksinkertaisempia yhdisteitä. Lisä ATP-molekyylit käyttävät energiaansa auttaakseen tuottamaan erityisiä entsyymejä ja hiilidioksidia.
Joissakin tapauksissa ATP-fosfaattiryhmä toimii eräänlaisena sillana. Se sitoutuu monimutkaiseen orgaaniseen molekyyliin ja entsyymit tai hormonit sitoutuvat fosfaattiryhmään. Energiaa, joka vapautuu, kun ATP-fosfaattisidos hajoaa, voidaan käyttää uusien kemiallisten sidosten muodostamiseen ja solun tarvitsemien orgaanisten aineiden luomiseen.
Kemiosmoosi tapahtuu soluhengityksen aikana
Soluhengitys on orgaaninen prosessi, joka voimistaa eläviä soluja. Ravinteet, kuten glukoosi, muunnetaan energiaksi, jota solut voivat käyttää toimintansa toteuttamiseen. Vaiheet soluhengitys ovat seuraavat:
Suurin osa solujen hengitysvaiheista tapahtuu kunkin solun mitokondrioiden sisällä. Mitokondrioissa on sileä ulkokalvo ja voimakkaasti taitettu sisäkalvo. Avainreaktiot tapahtuvat sisäkalvon läpi, siirtämällä materiaalia ja ioneja matriisi sisäkalvon sisällä sisään ja ulos kalvojen välinen tila.
Kuinka kemosmosmoosi tuottaa ATP: tä
Elektronien kuljetusketju on viimeinen segmentti reaktioissa, jotka alkavat glukoosilla ja päättyvät ATP: llä, hiilidioksidilla ja vedellä. Elektronien kuljetusketjun vaiheiden aikana energia NADH: sta ja FADH: sta2 on tapana pumpun protonit sisemmän mitokondriaalikalvon poikki kalvojen väliseen tilaan. Protonipitoisuus mitokondrioiden sisä- ja ulkomembraanien välisessä tilassa nousee ja epätasapaino johtaa sähkökemiallinen gradientti sisäkalvon poikki.
Kemiokosmoosi tapahtuu, kun a protonin käyttövoima aiheuttaa protonien diffundoitumisen puoliläpäisevän kalvon läpi. Elektronin kuljetusketjun tapauksessa sähkökemiallinen gradientti sisemmän mitokondriaalikalvon läpi johtaa protonin liikkuvuusvoimaan protoneihin membraanien välisessä tilassa. Voima vaikuttaa protonien siirtämiseen takaisin sisäkalvon läpi sisämatriisiin.
Entsyymi nimeltään ATP-syntaasi on upotettu mitokondriaaliseen sisäkalvoon. Protonit diffundoituvat ATP-syntaasin läpi, joka käyttää protonin liikevoiman energiaa lisäämään fosfaattiryhmää ADP-molekyyleihin, joita on saatavana matriisissa sisäkalvon sisällä.
Tällä tavalla mitokondrioiden sisällä olevat ADP-molekyylit muunnetaan ATP: ksi solun hengitysprosessin elektronin kuljetusketjun segmentin lopussa. ATP-molekyylit voivat poistua mitokondrioista ja osallistua muihin solureaktioihin.