Termini chiave

• ATP sintasi: Un importante enzima che fornisce energia alla cellula da utilizzare attraverso la sintesi di adenosina trifosfato (ATP).
• fosforilazione ossidativa: una via metabolica che utilizza l’energia rilasciata dall’ossidazione dei nutrienti per produrre adenosina trifosfato (ATP).
• chemiosmosi: Il movimento di ioni attraverso una membrana selettivamente permeabile, giù il loro gradiente elettrochimico.,

Durante la chemiosmosi, i portatori di elettroni come NADH e FADH donano elettroni alla catena di trasporto degli elettroni. Gli elettroni causano cambiamenti di conformazione nelle forme delle proteine per pompare H + attraverso una membrana cellulare selettivamente permeabile. La distribuzione irregolare degli ioni H + attraverso la membrana stabilisce sia la concentrazione che i gradienti elettrici (quindi, un gradiente elettrochimico) a causa della carica positiva degli ioni idrogeno e della loro aggregazione su un lato della membrana.,

Se la membrana fosse aperta alla diffusione da parte degli ioni idrogeno, gli ioni tenderebbero a diffondersi spontaneamente nella matrice, guidati dal loro gradiente elettrochimico. Tuttavia, molti ioni non possono diffondersi attraverso le regioni non polari delle membrane fosfolipidiche senza l’ausilio di canali ionici., Allo stesso modo, gli ioni idrogeno nello spazio della matrice possono passare solo attraverso la membrana mitocondriale interna attraverso una proteina di membrana chiamata ATP sintasi. Questa proteina agisce come un piccolo generatore trasformato dalla forza degli ioni idrogeno che si diffondono attraverso di essa, lungo il loro gradiente elettrochimico. La tornitura di questa macchina molecolare sfrutta l’energia potenziale immagazzinata nel gradiente di ioni idrogeno per aggiungere un fosfato all’ADP, formando ATP.

La chemiosmosi viene utilizzata per generare il 90% dell’ATP prodotto durante il catabolismo aerobico del glucosio., La produzione di ATP utilizzando il processo di chemiosmosi nei mitocondri è chiamata fosforilazione ossidativa. È anche il metodo utilizzato nelle reazioni di luce della fotosintesi per sfruttare l’energia della luce solare nel processo di fotofosforilazione. Il risultato complessivo di queste reazioni è la produzione di ATP dall’energia degli elettroni rimossi dagli atomi di idrogeno. Questi atomi erano originariamente parte di una molecola di glucosio. Alla fine del percorso, gli elettroni vengono utilizzati per ridurre una molecola di ossigeno agli ioni di ossigeno., Gli elettroni extra sull’ossigeno attraggono ioni idrogeno (protoni) dal mezzo circostante e si forma acqua.