Innehåll
- ATP-definition och hur det fungerar
- Kemiosmos äger rum under cellulär andning
- Hur kemiosmos producerar ATP
ATP-molekylen (adenosintrifosfat) används av levande organismer som en energikälla. Celler lagrar energi i ATP genom att lägga till en fosfatgrupp till ADP (adenosindifosfat).
Chemiosmosis är den mekanism som gör det möjligt för celler att lägga till fosfatgruppen, ändra ADP till ATP och lagra energi i den extra kemiska bindningen. De övergripande processerna för glukosmetabolism och cellulär andning utgör ramen inom vilken kemiosmos kan äga rum och möjliggöra omvandling av ADP till ATP.
ATP-definition och hur det fungerar
ATP är en komplex organisk molekyl som kan lagra energi i dess fosfatbindningar. Det fungerar tillsammans med ADP för att driva många av de kemiska processerna i levande celler. När en organisk kemisk reaktion behöver energi för att komma igång kan den tredje fosfatgruppen i ATP-molekylen initiera reaktionen genom att fästa sig till en av reaktanterna. Den frigjorda energin kan bryta några av de befintliga bindningarna och skapa nya organiska ämnen.
Till exempel under glukosmetabolismmåste glukosmolekylerna brytas ned för att utvinna energi. Celler använder ATP-energi för att bryta befintliga glukosbindningar och skapa enklare föreningar. Ytterligare ATP-molekyler använder sin energi för att producera speciella enzymer och koldioxid.
I vissa fall fungerar ATP-fosfatgruppen som en slags bro. Den fäster sig vid en komplex organisk molekyl och enzymer eller hormoner kopplar sig till fosfatgruppen. Den energi som frigörs när ATP-fosfatbindningen bryts kan användas för att bilda nya kemiska bindningar och skapa de organiska substanserna som cellen behöver.
Kemiosmos äger rum under cellulär andning
Cellulär andning är den organiska processen som driver levande celler. Näringsämnen som glukos omvandlas till energi som celler kan använda för att utföra sina aktiviteter. Stegen till cellandningen är följande:
De flesta av de cellulära andningsstegen äger rum i mitokondrierna i varje cell. Mitokondrierna har ett jämnt yttre membran och ett starkt vikt inre membran. Nyckelreaktionerna sker över det inre membranet och överför material och joner från matris inuti det inre membranet in och ut ur mellanmembranutrymme.
Hur kemiosmos producerar ATP
Elektrontransportkedjan är det sista segmentet i en serie reaktioner som börjar med glukos och slutar med ATP, koldioxid och vatten. Under elektrontransportkedjestegen, energin från NADH och FADH2 är van vid pumpprotoner över det inre mitokondriella membranet in i intermembranutrymmet. Protonkoncentrationen i utrymmet mellan de inre och yttre mitokondriella membranen stiger och obalansen resulterar i en elektrokemisk gradient över det inre membranet.
Kemiosmos sker när a protonmotivkraft får protoner att diffundera över ett halvpermeabelt membran. När det gäller elektrontransportkedjan resulterar den elektrokemiska gradienten över det inre mitokondriella membranet i en protonmotivkraft på protonerna i intermembranutrymmet. Kraften verkar för att flytta protonerna tillbaka över det inre membranet, in i den inre matrisen.
Ett enzym som heter ATP-syntas är inbäddad i det inre mitokondriella membranet. Protonerna diffunderar genom ATP-syntaset, som använder energin från protonmotivkraften för att lägga till en fosfatgrupp till ADP-molekyler tillgängliga i matrisen inuti det inre membranet.
På detta sätt omvandlas ADP-molekylerna inuti mitokondrierna till ATP i slutet av elektrontransportkedjesegmentet i den cellulära respirationsprocessen. ATP-molekylerna kan lämna mitokondrierna och delta i andra cellreaktioner.