Sadržaj
- Definicija ATP-a i način na koji to funkcionira
- Kemiosmoza se odvija tijekom stanične respiracije
- Kako hemiozmoza proizvodi ATP
Molekule ATP (adenozin trifosfat) žive organizmi koriste kao izvor energije. Stanice pohranjuju energiju u ATP dodavanjem a fosfatna skupina do ADP (adenozin-difosfat).
Kemiosmoza je mehanizam koji omogućava stanicama da dodaju fosfatnu skupinu, mijenjajući ADP u ATP i sprema energiju u dodatnoj kemijskoj vezi. Sveukupni procesi metabolizma glukoze i stanično disanje čine okvir u kojem se može odvijati hemiozmoza i omogućavaju pretvorbu ADP-a u ATP.
Definicija ATP-a i način na koji to funkcionira
ATP je složena organska molekula koja može pohraniti energiju u svojim fosfatnim vezama. Djeluje zajedno s ADP-om na pokretanju mnogih kemijskih procesa u živim stanicama. Kad organskoj kemijskoj reakciji treba energija za početak, treća fosfatna skupina molekula ATP može pokrenuti reakciju vezanjem na jedan od reaktanata. Oslobođena energija može razbiti neke od postojećih veza i stvoriti nove organske tvari.
Na primjer, tijekom metabolizam glukoze, molekule glukoze se moraju razgraditi da bi se iskoristila energija. Stanice koriste ATP energiju za razbijanje postojećih glukoznih veza i stvaranje jednostavnijih spojeva. Dodatne ATP molekule koriste svoju energiju za proizvodnju posebnih enzima i ugljičnog dioksida.
U nekim slučajevima, ATP fosfatna skupina djeluje kao svojevrsni most. Veže se složenom organskom molekulom, a enzimi ili hormoni se pridružuju grupi fosfata. Energija oslobođena kada se razbije veza ATP fosfata može se upotrijebiti za stvaranje novih kemijskih veza i stvaranje organskih tvari potrebnih stanici.
Kemiosmoza se odvija tijekom stanične respiracije
Stanično disanje je organski proces koji pokreće žive stanice. Hranjive tvari poput glukoze pretvaraju se u energiju koju stanice mogu koristiti za obavljanje svojih aktivnosti. Koraci od stanično disanje su kako slijedi:
Većina staničnih koraka disanja odvija se unutar mitohondrija svake stanice. Mitohondriji imaju glatku vanjsku membranu i jako presavijenu unutarnju membranu. Ključne reakcije odvijaju se unutar unutarnje membrane, prenoseći materijal i ione iz matriks unutar unutarnje membrane unutar i izvan nje međuprostorni prostor.
Kako hemiozmoza proizvodi ATP
Lanac transporta elektrona je završni segment u nizu reakcija koje započinju glukozom i završavaju ATP-om, ugljičnim dioksidom i vodom. Tijekom koraka lanca transporta elektrona, energija iz NADH i FADH2 je naviknut pumpa protone preko unutarnje mitohondrijske membrane u intermembranski prostor. Koncentracija protona u prostoru između unutarnje i vanjske mitohondrijske membrane raste i neravnoteža dovodi do elektrokemijski gradijent preko unutarnje membrane.
Kemiosmoza nastaje kada a sila protona prouzrokuje difuziju protona preko polupropusne membrane. U slučaju lanca transporta elektrona, elektrokemijski gradijent unutar unutarnje mitohondrijske membrane rezultira protonskom motivom sile na protone u međumembranskom prostoru. Sila djeluje na pomicanje protona natrag preko unutarnje membrane, u unutarnju matricu.
Enzim zvan ATP sintaza ugrađen je u unutarnju mitohondrijsku membranu. Protoni difundiraju kroz ATP sintazu, koja koristi energiju protonske sile za dodavanje fosfatne skupine molekulama ADP dostupnim u matriksu unutar unutarnje membrane.
Na taj se način molekule ADP unutar mitohondrija pretvaraju u ATP na kraju segmenta celijskog disanja. Molekule ATP-a mogu izaći iz mitohondrija i sudjelovati u ostalim staničnim reakcijama.