ენერგეტიკულ მეტაბოლიზმს, რომელიც მიმდინარეობს ცოცხალი ორგანიზმის ყველა უჯრედში, ეწოდება დისიმილაცია. ეს არის ორგანული ნაერთების დაშლის რეაქციების ერთობლიობა, რომელშიც გამოიყოფა გარკვეული რაოდენობის ენერგია.
დისიმილაცია ხდება ორ ან სამ ეტაპად, რაც დამოკიდებულია ცოცხალი ორგანიზმების ტიპზე. ასე რომ, აერობებში ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი შედგება მოსამზადებელი, ჟანგბადისგან თავისუფალი და ჟანგბადის ეტაპებისგან. ანაერობებში (ორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ ფუნქციონირება ანოქსიურ გარემოში), დისიმილაცია არ საჭიროებს ბოლო საფეხურს.
ენერგეტიკული ცვლის საბოლოო ეტაპი აერობებში სრულდება სრული დაჟანგვით. ამ შემთხვევაში გლუკოზის მოლეკულების დაშლა ხდება ენერგიის წარმოქმნით, რომელიც ნაწილობრივ მიდის ატფ-ის წარმოქმნამდე.
აღსანიშნავია, რომ ATP სინთეზი ხდება ფოსფორილირების პროცესში, როდესაც არაორგანული ფოსფატი ემატება ADP-ს. ამავდროულად, ადენოზინტრიფოსფორის მჟავა სინთეზირდება მიტოქონდრიაში ATP სინთეზის მონაწილეობით.
რა რეაქცია ხდება ამ ენერგეტიკული ნაერთის წარმოქმნისას?
ადენოზინის დიფოსფატი და ფოსფატი შერწყმულია ATP-ისა და მაკროერგიული ბმის წარმოქმნით, რომლის ფორმირებასაც სჭირდება დაახლოებით 30,6 კჯ /მოლი. ადენოზინტრიფოსფატი უზრუნველყოფს უჯრედებს ენერგიით, ვინაიდან მისი მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოიყოფა ATP-ის ზუსტად მაკროერგიული ობლიგაციების ჰიდროლიზის დროს.
მოლეკულური მანქანა, რომელიც პასუხისმგებელია ატფ-ის სინთეზზე, არის სპეციფიკური სინთაზა. იგი შედგება ორი ნაწილისაგან. ერთ-ერთი მათგანი მდებარეობს მემბრანაში და არის არხი, რომლის მეშვეობითაც პროტონები შედიან მიტოქონდრიაში. ეს ათავისუფლებს ენერგიას, რომელიც ითვისება ATP-ის სხვა სტრუქტურული ნაწილის მიერ, სახელწოდებით F1. იგი შეიცავს სტატორს და როტორს. მემბრანაში სტატორი ფიქსირდება და შედგება დელტა რეგიონისგან, ასევე ალფა და ბეტა ქვედანაყოფებისგან, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ატფ-ის ქიმიურ სინთეზზე. როტორი შეიცავს როგორც გამა, ასევე ეფსილონის ქვედანაყოფებს. ეს ნაწილი ტრიალებს პროტონების ენერგიის გამოყენებით. ეს სინთაზა უზრუნველყოფს ATP-ს სინთეზს, თუ გარე მემბრანის პროტონები მიმართულია მიტოქონდრიის შუაში.
აღსანიშნავია, რომ უჯრედში ქიმიური რეაქციები ხასიათდება სივრცითი წესრიგით. ნივთიერებების ქიმიური ურთიერთქმედების პროდუქტები ნაწილდება ასიმეტრიულად (დადებითად დამუხტული იონები ერთი მიმართულებით მიდიან, ხოლო უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები მეორე მიმართულებით), რაც ქმნის ელექტროქიმიურ პოტენციალს მემბრანაზე. იგი შედგება ქიმიური და ელექტრული კომპონენტისგან. უნდა ითქვას, რომ მიტოქონდრიის ზედაპირზე სწორედ ეს პოტენციალი ხდება ენერგიის შენახვის უნივერსალური ფორმა.
ეს ნიმუში აღმოაჩინა ინგლისელმა მეცნიერმა პ. მიტჩელმა. Მან შესთავაზარომ ნივთიერებები დაჟანგვის შემდეგ არ ჰგავს მოლეკულებს, არამედ დადებითად და უარყოფითად დამუხტულ იონებს, რომლებიც განლაგებულია მიტოქონდრიის მემბრანის მოპირდაპირე მხარეს. ამ ვარაუდმა შესაძლებელი გახადა ადენოზინტრიფოსფატის სინთეზის დროს ფოსფატებს შორის მაკროერგიული ბმების წარმოქმნის ბუნების გარკვევა, ასევე ამ რეაქციის ქიმიოსმოტიკური ჰიპოთეზის ფორმულირება.
