Πώς αναγεννηθεί το ATP στα μιτοχόνδρια;
1. Τα ηλεκτρόνια, που μεταφέρονται από τα NADH και FADH2, περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας συμπλοκών πρωτεϊνών ενσωματωμένα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη. Αυτή η κίνηση των ηλεκτρονίων απελευθερώνει ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) από τη μιτοχονδριακή μήτρα σε όλη την εσωτερική μεμβράνη στον διαμεμβρανικό χώρο.
2. βαθμίδα πρωτονίων: Η άντληση πρωτονίων δημιουργεί κλίση συγκέντρωσης σε όλη την εσωτερική μεμβράνη - υψηλότερη συγκέντρωση πρωτονίων στον διαμεμβρανικό χώρο από ό, τι στη μήτρα. Αυτή η κλίση αντιπροσωπεύει πιθανή ενέργεια.
3. συνθετάση ATP: Τα πρωτόνια ρέουν πίσω από την εσωτερική μεμβράνη, κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσής τους, μέσω ενός συμπλέγματος πρωτεΐνης που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ. Αυτή η ροή πρωτονίων οδηγεί την περιστροφή ενός τμήματος του μορίου συνθετάσης ΑΤΡ, το οποίο με τη σειρά του καταλύει τη φωσφορυλίωση του ADP σε ΑΤΡ. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως Chemiosmosis .
Εδώ είναι μια απλοποιημένη αναλογία:
Φανταστείτε έναν υδατικό τροχό. Το νερό που ρέει κάτω από έναν καταρράκτη (κλίση πρωτονίων) περιστρέφει τον τροχό (συνθετάση ΑΤΡ). Αυτή η δράση περιστροφής παράγει ενέργεια, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία άλλων διεργασιών (παραγωγή ATP).
Συνολικά, η διαδικασία αναγέννησης ΑΤΡ στα μιτοχόνδρια μπορεί να συνοψιστεί ως:
* καύσιμο (γλυκόζη, λιπαρά οξέα κ.λπ.) διασπώνται για να παράγουν ηλεκτρόνια (NADH και FADH2) και πρωτόνια (Η+).
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Τα ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας πρωτεϊνών, απελευθερώνοντας ενέργεια για να αντλούν πρωτόνια σε όλη την εσωτερική μεμβράνη.
* βαθμίδα πρωτονίων: Η κλίση πρωτονίων οδηγεί την κίνηση των πρωτονίων πίσω από την εσωτερική μεμβράνη μέσω της συνθετάσης ΑΤΡ.
* Σύνθεση ATP: Αυτή η κίνηση εξουσιοδοτεί τη φωσφορυλίωση του ADP σε ΑΤΡ.
Στην ουσία, η ενέργεια που απελευθερώνεται από την κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας κλίσης πρωτονίων, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να οδηγήσει τη σύνθεση του ATP Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά αποτελεσματική, με κάθε μόριο γλυκόζης να αποδίδει έως και 38 μόρια του ΑΤΡ.
