Energiemetabolisme, wat in alle selle van 'n lewende organisme plaasvind, word dissimilasie genoem. Dit is 'n stel ontbindingsreaksies van organiese verbindings, waarin 'n sekere hoeveelheid energie vrygestel word.
Dissimilasie vind in twee of drie stadiums plaas, afhangend van die tipe lewende organismes. Dus, in aerobes bestaan energiemetabolisme uit voorbereidende, suurstofvrye en suurstofstadia. By anaërobe (organismes wat in 'n anoksiese omgewing kan funksioneer), vereis dissimilasie nie die laaste stap nie.
Die finale stadium van energiemetabolisme in aërobe eindig met volledige oksidasie. In hierdie geval vind die afbreek van glukosemolekules plaas met die vorming van energie, wat gedeeltelik na die vorming van ATP gaan.
Dit is opmerklik dat ATP-sintese plaasvind in die proses van fosforilering, wanneer anorganiese fosfaat by ADP gevoeg word. Terselfdertyd word adenosientrifosforsuur in mitochondria gesintetiseer met die deelname van ATP-sintase.
Watter reaksie vind plaas wanneer hierdie energieverbinding gevorm word?
Adenosiendifosfaat en fosfaat kombineer om ATP en 'n makro-ergiese binding te vorm, waarvan die vorming ongeveer 30,6 kJ /mol. Adenosientrifosfaat voorsien selle van energie, aangesien 'n aansienlike hoeveelheid daarvan vrygestel word tydens die hidrolise van presies die makroergiese bindings van ATP.
Die molekulêre masjien wat verantwoordelik is vir die sintese van ATP is 'n spesifieke sintase. Dit bestaan uit twee dele. Een daarvan is in die membraan geleë en is 'n kanaal waardeur protone die mitochondria binnedring. Dit stel energie vry, wat deur 'n ander strukturele deel van ATP genaamd F1 gevang word. Dit bevat 'n stator en 'n rotor. Die stator in die membraan is vas en bestaan uit 'n deltagebied, sowel as alfa- en beta-subeenhede, wat verantwoordelik is vir die chemiese sintese van ATP. Die rotor bevat gamma sowel as epsilon subeenhede. Hierdie deel draai deur die energie van protone te gebruik. Hierdie sintase verseker die sintese van ATP as die protone van die buitenste membraan na die middel van die mitochondria gerig word.
Daar moet kennis geneem word dat chemiese reaksies in die sel deur ruimtelike orde gekenmerk word. Die produkte van chemiese interaksies van stowwe word asimmetries versprei (positief gelaaide ione gaan in een rigting, en negatief gelaaide deeltjies gaan in die ander rigting), wat 'n elektrochemiese potensiaal op die membraan skep. Dit bestaan uit 'n chemiese en 'n elektriese komponent. Dit moet gesê word dat dit hierdie potensiaal op die oppervlak van mitochondria is wat die universele vorm van energieberging word.
Hierdie patroon is deur die Engelse wetenskaplike P. Mitchell ontdek. Hy het voorgesteldat stowwe na oksidasie nie soos molekules lyk nie, maar positief en negatief gelaaide ione, wat aan teenoorgestelde kante van die mitochondriale membraan geleë is. Hierdie aanname het dit moontlik gemaak om die aard van die vorming van makroergiese bindings tussen fosfate tydens die sintese van adenosientrifosfaat toe te lig, asook om die chemiosmotiese hipotese van hierdie reaksie te formuleer.
