Metabolismul energetic, care are loc în toate celulele unui organism viu, se numește disimilare. Este un set de reacții de descompunere a compușilor organici, în care se eliberează o anumită cantitate de energie.
Disimilarea are loc în două sau trei etape, în funcție de tipul de organisme vii. Deci, în aerobi, metabolismul energetic constă în etape pregătitoare, fără oxigen și de oxigen. La anaerobi (organisme care sunt capabile să funcționeze într-un mediu anoxic), disimilarea nu necesită ultimul pas.
Etapa finală a metabolismului energetic în aerobi se termină cu oxidarea completă. În acest caz, descompunerea moleculelor de glucoză are loc odată cu formarea energiei, care se duce parțial la formarea ATP.
Este de remarcat faptul că sinteza ATP are loc în procesul de fosforilare, când se adaugă fosfat anorganic la ADP. În același timp, acidul adenozin trifosforic este sintetizat în mitocondrii cu participarea ATP sintetazei.
Ce reacție are loc când se formează acest compus energetic?
Adenozin difosfatul și fosfatul se combină pentru a forma ATP și o legătură macroergică, a cărei formare durează aproximativ 30,6 kJ /mol. Trifosfatul de adenozină oferă celulelor energie, deoarece o cantitate semnificativă din acesta este eliberată în timpul hidrolizei tocmai legăturilor macroergice ale ATP.
Mașina moleculară responsabilă de sinteza ATP este o sintază specifică. Este format din două părți. Una dintre ele este situată în membrană și este un canal prin care protonii pătrund în mitocondrii. Aceasta eliberează energie, care este captată de o altă parte structurală a ATP numită F1. Conține un stator și un rotor. Statorul din membrană este fix și constă dintr-o regiune delta, precum și subunități alfa și beta, care sunt responsabile de sinteza chimică a ATP. Rotorul conține subunități gamma și epsilon. Această parte se rotește folosind energia protonilor. Această sintază asigură sinteza ATP dacă protonii din membrana exterioară sunt direcționați spre mijlocul mitocondriilor.
Trebuie remarcat faptul că reacțiile chimice din celulă sunt caracterizate de ordine spațială. Produsele interacțiunilor chimice ale substanțelor sunt distribuite asimetric (ionii încărcați pozitiv merg într-o direcție, iar particulele încărcate negativ merg în ceal altă direcție), creând un potențial electrochimic pe membrană. Este format dintr-o componentă chimică și o componentă electrică. Trebuie spus că acest potențial de pe suprafața mitocondriilor devine forma universală de stocare a energiei.
Acest model a fost descoperit de omul de știință englez P. Mitchell. El a sugeratcă substanțele după oxidare nu arată ca niște molecule, ci ioni încărcați pozitiv și negativ, care se află pe părțile opuse ale membranei mitocondriale. Această ipoteză a făcut posibilă elucidarea naturii formării legăturilor macroergice între fosfați în timpul sintezei adenozin trifosfat, precum și formularea ipotezei chemiosmotice a acestei reacții.
