Ποιες είναι οι δύο λειτουργίες που χρησιμεύουν οι μιτοχονδριακές μεμβράνες στον ενεργειακό μεταβολισμό;
1. Δημιουργία βαθμίδωσης πρωτονίων: Η εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη είναι αδιαπέραστη στα περισσότερα μόρια, συμπεριλαμβανομένων των πρωτονίων (Η+). Αυτή η ατελή ικανότητα είναι ζωτικής σημασίας για την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, μια σειρά συμπλεγμάτων πρωτεϊνών ενσωματωμένα στην εσωτερική μεμβράνη. Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από την αλυσίδα, απελευθερώνουν ενέργεια που χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων από τη μιτοχονδριακή μήτρα κατά μήκος της εσωτερικής μεμβράνης και στον διαμεμβρανικό χώρο. Αυτό δημιουργεί μια κλίση πρωτονίων, μια διαφορά στη συγκέντρωση πρωτονίων μεταξύ των δύο διαμερισμάτων.
2. Αξιοποίηση της κλίσης πρωτονίων για σύνθεση ΑΤΡ: Η κλίση πρωτονίων που δημιουργείται από την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι μια μορφή δυνητικής ενέργειας. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια από τη συνθετάση ΑΤΡ, ένα άλλο σύμπλοκο πρωτεΐνης ενσωματωμένο στην εσωτερική μεμβράνη. Η συνθετάση ΑΤΡ επιτρέπει στα πρωτόνια να ρέει πίσω από τη μεμβράνη, κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσής τους και αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για να οδηγήσει τη σύνθεση του ΑΤΡ από ADP και ανόργανο φωσφορικό. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως οξειδωτική φωσφορυλίωση.
Συνοπτικά, οι μιτοχονδριακές μεμβράνες διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στον ενεργειακό μεταβολισμό από:
* Δημιουργία βαθμίδωσης πρωτονίων: Η εσωτερική μεμβράνη λειτουργεί ως εμπόδιο στα πρωτόνια, επιτρέποντας στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων να δημιουργήσει μια κλίση συγκέντρωσης πρωτονίων.
* αξιοποίηση της κλίσης πρωτονίων για σύνθεση ΑΤΡ: Η κλίση πρωτονίων οδηγεί σε σύνθεση ΑΤΡ με συνθετάση ΑΤΡ, δημιουργώντας τελικά το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου, ΑΤΡ.
