Hva er oksidativ fosforylering?

Oksidativ fosforylering er settet med kjemiske reaksjoner som brukes til å produsere adenosintrifosfat (ATP). En viktig del av aerob respirasjon, det er kanskje den mest grunnleggende metabolske operasjonen på jorden. Ulike typer organismer har mange forskjellige måter å organisere oksidativ fosforylering, men sluttresultatet er alltid det samme: energi fra det neste til siste trinnet i serien brukes til å binde et fosforatom til adenosin difosfat (ADP), og transformere det til ATP. Den potensielle energien som er tilsatt molekylet i denne reaksjonen, er nettopp det som gjør ATP til en universelt nyttig energikilde i cellen.

Forstørrelsen til det siste trinnet med oksidativ fosforylering innebærer en serie reduksjonsoksidasjon eller redoks, reaksjoner. Disse reaksjonene overfører elektroner fra ett molekyl til et annet, og endrer dermed ladningen til begge. Dette operasjonssettet kalles en elektrontransportkjede, fordi den lar cellen flytte energi, i form av elektroner, fra STorage til et sted hvor det lett kan brukes. Nikotinamid adenin -dinukleotid (NAD ^{+) er et vanlig skritt nær slutten av denne prosessen. '+' Representerer en positiv ladning som lar den enkelt akseptere elektroner og bli en redusert form kalt NADH.}

ELADH -energien i NADH brukes til å drive en prosess som kalles kjemiosmose. Kjemiosmose konsentrerer energien til elektronene til potensiell energi ved å bevege hydrogenioner - protoner - i samsvar med en membran. Denne bevegelsen skaper en energikradient over membranen i kraft av den akkumulerte positive ladningen på den ene siden. Denne energidradienten kalles protonmotivkraften. På dette tidspunktet kan det endelige og mest universelle trinnet med oksidativ fosforylering finne sted.

ATP -syntase er enzymet som til slutt er ansvarlig for å konvertere ADP til ATP. En del av proteinet er innebygd i membranen som PROtons er blitt drevet. ATP-syntase gir en rute som protonene kan legge inn cellen på nytt, men drar nytte av energien som genereres når de gjør det. Denne operasjonen ligner måten vindmøller utnytter forskjeller i trykk og vannhjul bruker endringer i potensiell energi som følge av tyngdekraften. Bevegelsen av et proton tilbake over membranen brukes til å drive en endring i form av enzymet. Hvis et molekyl av ADP allerede er bundet til ATP -syntase når denne hendelsen skjer, pålegger endringen et ekstra fosforatom på den. Det nyproduserte ATP -molekylet får etterlate enzymet og blir fri til å gi energi andre steder i cellen.