Περιεχόμενο
- Ορισμός ATP και πώς λειτουργεί
- Η χημειοσμία λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής
- Πώς η χημειοσμωδία παράγει ΑΤΡ
Το μόριο ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη) χρησιμοποιείται από ζωντανούς οργανισμούς ως πηγή ενέργειας. Τα κύτταρα αποθηκεύουν ενέργεια σε ATP προσθέτοντας a φωσφορική ομάδα σε ADP (διφωσφορική αδενοσίνη).
Η χημειοσμία είναι ο μηχανισμός που επιτρέπει στα κύτταρα να προσθέσουν την φωσφορική ομάδα, αλλάζοντας την ADP στην ΑΤΡ και την αποθήκευση ενέργειας στον επιπλέον χημικό δεσμό. Οι συνολικές διεργασίες του μεταβολισμού της γλυκόζης και της κυτταρικής αναπνοής αποτελούν το πλαίσιο εντός του οποίου μπορεί να λάβει χώρα χημιοσμόζη και επιτρέπουν τη μετατροπή της ΑϋΡ σε ΑΤΡ.
Ορισμός ATP και πώς λειτουργεί
Το ΑΤΡ είναι ένα σύνθετο οργανικό μόριο που μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια στους φωσφορικούς δεσμούς του. Συνεργάζεται με την ADP για την εξουσία πολλών από τις χημικές διεργασίες στα ζωντανά κύτταρα. Όταν μια οργανική χημική αντίδραση χρειάζεται ενέργεια για να ξεκινήσει, η τρίτη φωσφορική ομάδα του μορίου ΑΤΡ μπορεί να ξεκινήσει την αντίδραση συνδέοντας τον εαυτό του με ένα από τα αντιδρώντα. Η απελευθερωμένη ενέργεια μπορεί να σπάσει μερικούς από τους υπάρχοντες δεσμούς και να δημιουργήσει νέες οργανικές ουσίες.
Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μεταβολισμού της γλυκόζης, τα μόρια γλυκόζης πρέπει να διασπαστούν για να εξαγάγουν ενέργεια. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν ενέργεια ATP για να σπάσουν τους υπάρχοντες δεσμούς γλυκόζης και να δημιουργήσουν απλούστερες ενώσεις. Επιπλέον μόρια ΑΤΡ χρησιμοποιούν την ενέργεια τους για να βοηθήσουν στην παραγωγή ειδικών ενζύμων και διοξειδίου του άνθρακα.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ομάδα φωσφορικών ATP λειτουργεί ως ένα είδος γέφυρας. Συνδέεται με ένα σύνθετο οργανικό μόριο και τα ένζυμα ή οι ορμόνες συνδέονται με την ομάδα των φωσφορικών. Η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν διασπάται ο φωσφορικός δεσμός ΑΤΡ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχηματισμό νέων χημικών δεσμών και τη δημιουργία των οργανικών ουσιών που απαιτούνται από το κύτταρο.
Η χημειοσμία λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής
Η κυτταρική αναπνοή είναι η οργανική διαδικασία που εξουσιοδοτεί τα ζωντανά κύτταρα. Τα θρεπτικά συστατικά όπως η γλυκόζη μετατρέπονται σε ενέργεια που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα κύτταρα για να πραγματοποιήσουν τις δραστηριότητές τους. Τα βήματα του κυτταρική αναπνοή έχουν ως εξής:
Τα περισσότερα από τα στάδια της κυτταρικής αναπνοής λαμβάνουν χώρα μέσα στα μιτοχόνδρια κάθε κυττάρου. Τα μιτοχόνδρια έχουν μια ομαλή εξωτερική μεμβράνη και μια πολύ διπλωμένη εσωτερική μεμβράνη. Οι αντιδράσεις κλειδιά λαμβάνουν χώρα κατά μήκος της εσωτερικής μεμβράνης, μεταφέροντας υλικό και ιόντα από το μήτρα μέσα στην εσωτερική μεμβράνη μέσα και έξω από το διαμεμβρανικού χώρου.
Πώς η χημειοσμωδία παράγει ΑΤΡ
Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι το τελικό τμήμα μιας σειράς αντιδράσεων που αρχίζουν με γλυκόζη και τελειώνουν με ΑΤΡ, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Κατά τη διάρκεια των βημάτων της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, η ενέργεια από NADH και FADH2 χρησιμοποιείται για να πρωτονίων αντλίας μέσω της εσωτερικής μιτοχονδριακής μεμβράνης στο διαμεμβρανικό χώρο. Η συγκέντρωση πρωτονίων στον χώρο μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών μιτοχονδριακών μεμβρανών αυξάνεται και η ανισορροπία καταλήγει σε ένα ηλεκτροχημική κλίση κατά μήκος της εσωτερικής μεμβράνης.
Η χημιοσμωδία λαμβάνει χώρα όταν α κινητήρια δύναμη πρωτονίων προκαλεί τη διάχυση πρωτονίων διαμέσου μιας ημιπερατής μεμβράνης. Στην περίπτωση της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, η ηλεκτροχημική διαβάθμιση κατά μήκος της εσωτερικής μιτοχονδριακής μεμβράνης καταλήγει σε μια κινητήρια δύναμη πρωτονίων στα πρωτόνια στον διαμεμβρανικό χώρο. Η δύναμη δρα για να μετακινήσει τα πρωτόνια πίσω στην εσωτερική μεμβράνη, μέσα στην εσωτερική μήτρα.
Ένα ένζυμο που ονομάζεται Συνθετάση ΑΤΡ είναι ενσωματωμένο στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη. Τα πρωτόνια διαχέονται μέσω της συνθετάσης ΑΤΡ, η οποία χρησιμοποιεί την ενέργεια από την κινητήρια δύναμη του πρωτονίου για να προσθέσει μια φωσφορική ομάδα στα μόρια ADP που είναι διαθέσιμα στη μήτρα μέσα στην εσωτερική μεμβράνη.
Με αυτό τον τρόπο, τα μόρια ADP μέσα στα μιτοχόνδρια μετατρέπονται σε ΑΤΡ στο τέλος του τμήματος αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων της διαδικασίας κυτταρικής αναπνοής. Τα μόρια ΑΤΡ μπορούν να βγουν από τα μιτοχόνδρια και να συμμετάσχουν σε άλλες κυτταρικές αντιδράσεις.