Co je oxidační fosforylace?
Oxidační fosforylace je soubor chemických reakcí používaných k produkci adenosintrifosfátu (ATP). Důležitou součástí aerobního dýchání je snad 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 řadě se používá k navázání atomu fosforu na adenosin difosfát (ADP) a jeho přeměnu na ATP . Potenciální energie přidaná do molekuly v této reakci je přesně to, co dělá ATP univerzálně užitečným zdrojem energie v buňce.
Vedení do posledního kroku oxidační fosforylace zahrnuje řadu redukčních oxidačních nebo redoxních reakcí. Tyto reakce přenášejí elektrony z jedné molekuly na druhou, čímž mění náboj obou. Tato sada operací se nazývá transportní řetězec elektronů, protože umožňuje buňce přemísťovat energii ve formě elektronů z úložiště na místo, kde může být snadno použito. Nicotinamid adenin dinukleotid (NAD + ) je běžným krokem na konci tohoto procesu. '+' Představuje kladný náboj, který umožňuje snadno přijímat elektrony a stát se redukovanou formou zvanou NADH.
Energie elektronů v NADH se používá k napájení procesu zvaného chemiosmóza. Chemiosmóza koncentruje energii elektronů na potenciální energii pohybováním vodíkových iontů - protonů - přes membránu. Tento pohyb vytváří energetický gradient přes membránu díky akumulovanému kladnému náboji na jedné straně. Tento energetický gradient se nazývá proton-hybná síla. V tomto okamžiku může proběhnout poslední a nejuniverzálnější krok oxidační fosforylace.
Syntéza ATP je enzym nakonec zodpovědný za přeměnu ADP na ATP. Část proteinu je uložena v membráně, přes kterou byly protony řízeny. Syntéza ATP poskytuje cestu, kterou mohou protony znovu vstoupit do buňky, ale využívá energie generované, když tak činí. Tato operace se podobá způsobu, jakým větrné mlýny využívají rozdíly v tlaku a vodní kola používají změny v potenciální energii v důsledku gravitace. Pohyb protonu zpět přes membránu se používá k pohonu změny ve tvaru enzymu. Pokud je molekula ADP již vázána na ATP syntázu, když k této události dojde, změna na ni ukládá další atom fosforu. Nově vytvořená molekula ATP se nechá opustit enzym a uvolní se, aby poskytla energii jinde v buňce.