Sisu
- ATP määratlus ja kuidas see töötab
- Kemioosmoos toimub rakuhingamise ajal
- Kuidas kemosmosmoos tekitab ATP-d
ATP (adenosiintrifosfaat) molekuli kasutavad elusorganismid energiaallikana. Rakud salvestavad ATP-s energiat, lisades fosfaatrühm ADP-le (adenosiindifosfaat).
Kemioosmoos on mehhanism, mis võimaldab rakkudel lisada fosfaatrühma, muutes ADP ATP-ks ja salvestades energiat ekstra keemilises sidemes. Glükoosi metabolismi ja raku hingamise üldprotsessid moodustavad raamistiku, milles saab toimuda kemosmosmoos, ja võimaldavad ADP muundamist ATP-ks.
ATP määratlus ja kuidas see töötab
ATP on keeruline orgaaniline molekul, mis võib oma fosfaatsidemetes energiat talletada. See töötab koos ADP-ga, et juhtida paljusid elusate rakkude keemilisi protsesse. Kui orgaaniline keemiline reaktsioon vajab selle käivitamiseks energiat, võib ATP-molekuli kolmas fosfaatrühm algatada reaktsiooni, kinnitudes ise ühe reagendiga. Vabanenud energia võib mõne olemasoleva sideme purustada ja luua uusi orgaanilisi aineid.
Näiteks ajal glükoosi metabolism, tuleb energia saamiseks glükoosimolekulid lagundada. Rakud kasutavad ATP energiat olemasolevate glükoossidemete purustamiseks ja lihtsamate ühendite loomiseks. Täiendavad ATP molekulid kasutavad oma energiat spetsiaalsete ensüümide ja süsinikdioksiidi tootmiseks.
Mõnel juhul toimib ATP fosfaatrühm omamoodi sillana. See kinnitub keeruka orgaanilise molekuli külge ja ensüümid või hormoonid kinnituvad fosfaatrühma. ATP fosfaatsideme purunemisel vabanenud energiat saab kasutada uute keemiliste sidemete moodustamiseks ja raku jaoks vajalike orgaaniliste ainete loomiseks.
Kemioosmoos toimub rakuhingamise ajal
Rakuline hingamine on orgaaniline protsess, mis annab elusrakkudele jõudu. Sellised toitained nagu glükoos muundatakse energiaks, mida rakud saavad oma tegevuse läbiviimiseks kasutada. Sammud rakuhingamine on järgmised:
Enamik raku hingamisetappe toimub iga raku mitokondrites. Mitokondritel on sile väline membraan ja tugevalt volditud sisemine membraan. Põhireaktsioonid toimuvad läbi sisemise membraani, kandes materjal ja ioonid sellest läbi maatriks sisemise membraani sisse ja välja membraanidevaheline ruum.
Kuidas kemosmosmoos tekitab ATP-d
Elektronide transpordiahel on reaktsioonide rea viimane segment, mis algab glükoosist ja lõpeb ATP, süsinikdioksiidi ja veega. Elektronide transpordiahela etappide ajal energiat NADH-ist ja FADH-st2 on harjunud pumba prootonid läbi sisemise mitokondriaalse membraani membraanidevahelisse ruumi. Prootonite kontsentratsioon sisemise ja välimise mitokondrite membraani vahel tõuseb ja tasakaalustamatuse tulemuseks on elektrokeemiline gradient üle sisemise membraani.
Chemiosmosis toimub siis, kui a prootoni liikumapanev jõud põhjustab prootonite difusiooni läbi poolläbilaskva membraani. Elektroni transpordiahela korral põhjustab sisemises mitokondriaalses membraanis paiknev elektrokeemiline gradient prootonite liikumisjõu membraanidevahelises ruumis olevatele prootonitele. Jõud liigutab prootoneid tagasi sisemisest membraanist sisemisse maatriksisse.
Ensüüm nimega ATP süntaas on põimitud sisemisse mitokondriaalsesse membraani. Prootonid difundeeruvad ATP süntaasi kaudu, mis kasutab prootonite liikumisjõust saadavat energiat fosfaatrühma lisamiseks sisemembraani sees olevas maatriksis olevate ADP molekulide jaoks.
Sel viisil muundatakse mitokondrite sees olevad ADP molekulid rakulise hingamisprotsessi elektronide transpordiahela lõigu lõpus ATP-ks. ATP molekulid võivad väljuda mitokondritest ja osaleda teistes rakureaktsioonides.