Co je oxidační fosforylace?

Oxidační fosforylace je sada chemických reakcí používaných k produkci adenosin triphosfátu (ATP). Důležitou součástí aerobního dýchání je to možná nejzákladnější metabolická operace na Zemi. Různé typy organismů mají mnoho různých způsobů, jak organizovat oxidační fosforylaci, ale konečný výsledek je vždy stejný: Energie z dalšího až posledního kroku v sérii se používá k vázání atomu fosforu na adenosin difosfát (ADP) a transformuje jej na ATP. Potenciální energie přidaná do molekuly v této reakci je přesně to, co dělá ATP všeobecně užitečným zdrojem energie v buňce.

Vedení k konečnému kroku oxidační fosforylace zahrnuje řadu redukční oxidace nebo redoxní, reakce. Tyto reakce přenášejí elektrony z jedné molekuly do druhé, čímž mění náboj obou. Tato sada operací se nazývá řetězec transportu elektronů, protože umožňuje buňce pohybovat energií ve formě elektronů z STorage na místo, kde lze snadno použít. Nicotinamid adenin dinukleotid (NAD ^{+) je běžným krokem blízkého konce tohoto procesu. „+“ Představuje pozitivní náboj, který mu umožňuje snadno přijímat elektrony a stát se sníženou formou zvanou NADH.}

Energie elektronů v NADH se používá k napájení procesu zvaného chemiosmosis. Chemiosmosis soustředí energii elektronů na potenciální energii přesunutím iontů vodíku - protonů - membránou. Tento pohyb vytváří energetický gradient přes membránu na základě nahromaděného pozitivního náboje na jedné straně. Tento energetický gradient se nazývá proton-motivní síla. V tomto okamžiku může dojít k konečnému a nejvíce univerzálnímu kroku oxidační fosforylace.

ATP syntáza je enzym, který je v konečném důsledku odpovědný za převod ADP na ATP. Část proteinu je zabudována do membrány, přes kterou PROtony byly řízeny. Syntáza ATP poskytuje trasu, skrze níž protony mohou znovu vstoupit do buňky, ale při tak činí využívají energii generovanou. Tato operace připomíná způsob, jakým větrné mlýny využívají rozdíly v tlaku a vodních kolech, používají změny v potenciální energii vyplývající z gravitace. Pohyb protonu zpět přes membránu se používá k napájení změny tvaru enzymu. Pokud je molekula ADP již vázána na syntázu ATP, když dojde k této události, změna na ní ukládá další atom fosforu. Nově vyrobená molekula ATP může opustit enzym a bude volně poskytovat energii jinde v buňce.