Πώς παράγεται το μεγαλύτερο μέρος του ΑΤΡ στην αναπνοή των κυττάρων τι ακριβώς το κάνει να συμβεί;
1. Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (κλπ):
* Τα ηλεκτρόνια περνούν από μόριο σε μόριο κάτω από μια σειρά συμπλεγμάτων πρωτεϊνών ενσωματωμένα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη.
* Κάθε σύμπλεγμα πρωτεΐνης έχει υψηλότερη συγγένεια για τα ηλεκτρόνια από το ένα πριν από αυτό, οδηγώντας τη ροή ηλεκτρονίων.
* Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τα κάτω, απελευθερώνεται η ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) από τη μιτοχονδριακή μήτρα σε όλη την εσωτερική μεμβράνη στον διαμεμβρανικό χώρο.
2. Κλίση πρωτονίων:
* Η άντληση πρωτονίων δημιουργεί κλίση συγκέντρωσης, με υψηλότερη συγκέντρωση πρωτονίων στον διαμεμβρανικό χώρο από ό, τι στη μήτρα.
* Αυτή η κλίση δημιουργεί επίσης ένα ηλεκτροχημικό δυναμικό, καθώς τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα και ο διαμεμβρανικός χώρος είναι πιο θετικός από τον πίνακα.
3. Συνθετάση ATP:
* Η συνθετάση ΑΤΡ είναι ένα σύμπλεγμα πρωτεΐνης ενσωματωμένο στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη που δρα σαν μοριακός στρόβιλος.
* Έχει δύο κύρια μέρη:
* υπομονάδα F0: καλύπτει τη μεμβράνη και σχηματίζει ένα κανάλι για τα πρωτόνια να ρέουν πίσω στη μήτρα.
* υπομονάδα F1: προεξέχει στη μήτρα και είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση ΑΤΡ.
* Καθώς τα πρωτόνια ρέουν κάτω από την κλίση της συγκέντρωσής τους μέσω της υπομονάδας F0, η υπομονάδα F1 περιστρέφεται.
* Αυτή η περιστροφή οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ από ADP και ανόργανο φωσφορικό (PI).
Συνοπτικά, η οξειδωτική φωσφορυλίωση δημιουργεί ΑΤΡ με τη σύζευξη της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων (η οποία απελευθερώνει ενέργεια) στην κλίση των πρωτονίων (η οποία αποθηκεύει ενέργεια) και χρησιμοποιώντας τη συνθετάση ΑΤΡ για να αξιοποιήσει την ενέργεια για τη σύνθεση ΑΤΡ.
Γιατί η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι τόσο αποτελεσματική;
* Αξιοποιεί την ενέργεια που απελευθερώνεται από την πλήρη οξείδωση της γλυκόζης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα υψηλή απόδοση ΑΤΡ (περίπου 28-32 ΑΤΡ ανά μόριο γλυκόζης).
* Χρησιμοποιεί μια σειρά μικρών βημάτων, η οποία επιτρέπει την αποτελεσματικότερη λήψη ενέργειας και τη χρήση.
Βασικά σημεία:
* Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι ο πρωταρχικός μηχανισμός της παραγωγής ΑΤΡ στην κυτταρική αναπνοή.
* Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια και περιλαμβάνει την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, την κλίση πρωτονίων και τη συνθετάση ΑΤΡ.
* Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά αποτελεσματική και παρέχει την πλειονότητα της ενέργειας που απαιτείται για κυτταρικές διεργασίες.
