Innhold
- ATP-definisjon og hvordan det fungerer
- Kjemiosmose finner sted under cellulær respirasjon
- Hvordan kjemiosmose produserer ATP
ATP-molekylet (adenosintrifosfat) brukes av levende organismer som en energikilde. Celler lagrer energi i ATP ved å legge til en fosfatgruppe til ADP (adenosindifosfat).
Chemiosmosis er mekanismen som gjør at celler kan legge til fosfatgruppen, endre ADP til ATP og lagre energi i den ekstra kjemiske bindingen. De overordnede prosessene for glukosemetabolisme og cellulær respirasjon utgjør rammen som kjemiosmose kan finne sted og muliggjør omdannelse av ADP til ATP.
ATP-definisjon og hvordan det fungerer
ATP er et komplekst organisk molekyl som kan lagre energi i sine fosfatbindinger. Det fungerer sammen med ADP for å drive mange av de kjemiske prosessene i levende celler. Når en organisk kjemisk reaksjon trenger energi for å komme i gang, kan den tredje fosfatgruppen i ATP-molekylet sette i gang reaksjonen ved å feste seg til en av reaktantene. Energien som frigjøres kan bryte noen av de eksisterende bindingene og skape nye organiske stoffer.
For eksempel under glukosemetabolisme, glukosemolekylene må brytes ned for å trekke ut energi. Celler bruker ATP-energi for å bryte eksisterende glukosebindinger og lage enklere forbindelser. Ytterligere ATP-molekyler bruker energien sin til å produsere spesielle enzymer og karbondioksid.
I noen tilfeller fungerer ATP-fosfatgruppen som en slags bro. Den fester seg til et komplekst organisk molekyl og enzymer eller hormoner fester seg til fosfatgruppen. Energien som frigjøres når ATP-fosfatbindingen brytes, kan brukes til å danne nye kjemiske bindinger og skape de organiske stoffene som cellen trenger.
Kjemiosmose finner sted under cellulær respirasjon
Cellulær respirasjon er den organiske prosessen som styrker levende celler. Næringsstoffer som glukose omdannes til energi som celler kan bruke til å utføre sine aktiviteter. Trinnene til cellulær respirasjon er som følger:
De fleste av de cellulære respirasjonstrinnene finner sted inne i mitokondriene i hver celle. Mitokondriene har en glatt ytre membran og en sterkt brettet indre membran. De viktigste reaksjonene finner sted over den indre membranen, og overfører materiale og ioner fra matrise inni den indre membranen inn og ut av mellommembranrom.
Hvordan kjemiosmose produserer ATP
Elektrontransportkjeden er det endelige segmentet i en serie reaksjoner som starter med glukose og ender med ATP, karbondioksid og vann. Under elektrontransportkjedetrinnene, energien fra NADH og FADH2 er vant til pumpe protoner over den indre mitokondrielle membranen inn i intermembranrommet. Protonkonsentrasjonen i rommet mellom de indre og ytre mitokondrielle membraner stiger, og ubalansen resulterer i en elektrokjemisk gradient på tvers av den indre membranen.
Kjemiosmose finner sted når a proton motivkraft får protoner til å diffundere over en semipermeabel membran. Når det gjelder elektrontransportkjeden, resulterer den elektrokjemiske gradienten over den indre mitokondrielle membranen i en protonmotivkraft på protonene i mellommembranområdet. Kraften virker for å bevege protonene tilbake over den indre membranen, inn i den indre matrisen.
Et enzym som heter ATP-syntase er innebygd i den indre mitokondrielle membranen. Protonene diffunderer gjennom ATP-syntasen, som bruker energien fra protonmotivkraften for å tilsette en fosfatgruppe til ADP-molekyler som er tilgjengelige i matrisen inne i den indre membranen.
På denne måten blir ADP-molekylene inne i mitokondriene konvertert til ATP på slutten av elektrontransportkjedesegmentet i den cellulære respirasjonsprosessen. ATP-molekylene kan gå ut av mitokondriene og ta del i andre cellereaksjoner.