Indhold
- ATP-definition og hvordan det fungerer
- Kemiosmose finder sted under cellulær respiration
- Hvordan kemiosmose producerer ATP
ATP-molekylet (adenosintrifosfat) bruges af levende organismer som en energikilde. Celler lagrer energi i ATP ved at tilføje en fosfatgruppe til ADP (adenosindiphosphat).
Kemiosmose er den mekanisme, der tillader celler at tilføje phosphatgruppen, ændre ADP til ATP og lagre energi i den ekstra kemiske binding. De overordnede processer med glukosemetabolisme og cellulær respiration udgør rammen inden for hvilken kemiosmose kan finde sted og muliggør omdannelse af ADP til ATP.
ATP-definition og hvordan det fungerer
ATP er et komplekst organisk molekyle, der kan lagre energi i dets fosfatbindinger. Det arbejder sammen med ADP for at drive mange af de kemiske processer i levende celler. Når en organisk kemisk reaktion har brug for energi for at komme i gang, kan den tredje fosfatgruppe i ATP-molekylet starte reaktionen ved at fastgøre sig selv til en af reaktanterne. Den frigjorte energi kan bryde nogle af de eksisterende bindinger og skabe nye organiske stoffer.
For eksempel under glukosemetabolisme, glukosemolekylerne skal nedbrydes for at udtrække energi. Celler bruger ATP-energi til at bryde eksisterende glukosebindinger og skabe enklere forbindelser. Yderligere ATP-molekyler bruger deres energi til at hjælpe med at producere specielle enzymer og kuldioxid.
I nogle tilfælde fungerer ATP-fosfatgruppen som en slags bro. Det binder sig til et komplekst organisk molekyle, og enzymer eller hormoner binder sig til fosfatgruppen. Den energi, der frigøres, når ATP-phosphatbindingen brydes, kan bruges til at danne nye kemiske bindinger og skabe de organiske stoffer, som cellen har brug for.
Kemiosmose finder sted under cellulær respiration
Cellulær respiration er den organiske proces, der driver levende celler. Næringsstoffer som glukose omdannes til energi, som celler kan bruge til at udføre deres aktiviteter. Trinene til cellulær respiration er som følgende:
De fleste af de cellulære respirationstrin finder sted inde i mitokondrierne i hver celle. Mitokondrierne har en glat ydre membran og en stærkt foldet indre membran. De vigtigste reaktioner finder sted på tværs af den indre membran og overfører materiale og ioner fra matrix inde i den indre membran ind og ud af mellemmembranrum.
Hvordan kemiosmose producerer ATP
Elektrontransportkæden er det sidste segment i en række reaktioner, der starter med glukose og slutter med ATP, kuldioxid og vand. Under elektrontransportkædetrinnene er energien fra NADH og FADH2 er vant til pumpe protoner over den indre mitokondriske membran ind i intermembranrummet. Protonkoncentrationen i rummet mellem de indre og ydre mitokondrielle membraner stiger, og ubalancen resulterer i en elektrokemisk gradient på tværs af den indre membran.
Kemiosmose finder sted, når a protonmotivkraft får protoner til at diffundere over en semipermeabel membran. I tilfælde af elektrontransportkæde resulterer den elektrokemiske gradient over den indre mitokondrielle membran i en protonmotivkraft på protonerne i intermembranrummet. Kraften virker for at bevæge protonerne tilbage over den indre membran, ind i den indre matrix.
Et enzym kaldet ATP-syntase er indlejret i den indre mitokondrielle membran. Protonerne diffunderer gennem ATP-syntasen, der bruger energien fra protonmotivkraften til at tilføje en phosphatgruppe til ADP-molekyler, der er tilgængelige i matrixen inden i den indre membran.
På denne måde omdannes ADP-molekylerne inde i mitokondrierne til ATP i slutningen af elektrontransportkædesegmentet i den cellulære respirationsproces. ATP-molekylerne kan forlade mitokondrierne og deltage i andre cellereaktioner.