Tirik organizmning barcha hujayralarida sodir bo'ladigan energiya almashinuvi dissimilyatsiya deb ataladi. Bu organik birikmalarning parchalanish reaksiyalari toʻplami boʻlib, ularda maʼlum miqdorda energiya ajralib chiqadi.
Dissimilyatsiya tirik organizmlar turiga qarab ikki yoki uch bosqichda amalga oshiriladi. Demak, aeroblarda energiya almashinuvi tayyorgarlik, kislorodsiz va kislorodli bosqichlardan iborat. Anaeroblarda (anoksik muhitda ishlashga qodir organizmlar) dissimilyatsiya oxirgi bosqichni talab qilmaydi.
Aeroblarda energiya almashinuvining yakuniy bosqichi toʻliq oksidlanish bilan tugaydi. Bunday holda, glyukoza molekulalarining parchalanishi energiya hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi, bu qisman ATP hosil bo'lishiga boradi.
Shuni ta'kidlash joizki, ATP sintezi fosforlanish jarayonida, ADPga noorganik fosfat qo'shilganda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, mitoxondriyalarda ATP sintaza ishtirokida adenozin trifosfor kislotasi sintezlanadi.
Bu energiya birikmasi hosil boʻlganda qanday reaksiya sodir boʻladi?
Adenozin difosfat va fosfat ATP va makroergik bog'lanish hosil qilish uchun birlashadi, ularning shakllanishi taxminan 30,6 kJ /mol. Adenozin trifosfat hujayralarni energiya bilan ta'minlaydi, chunki uning katta qismi ATP ning aniq makroergik aloqalarini gidrolizlash jarayonida ajralib chiqadi.
ATP sintezi uchun mas'ul bo'lgan molekulyar mashina o'ziga xos sintazadir. U ikki qismdan iborat. Ulardan biri membranada joylashgan va protonlar mitoxondriyaga kiradigan kanaldir. Bu F1 deb nomlangan ATPning boshqa tarkibiy qismi tomonidan tutilgan energiyani chiqaradi. U stator va rotorni o'z ichiga oladi. Membranada stator mahkamlangan va delta mintaqasidan, shuningdek, ATP kimyoviy sintezi uchun mas'ul bo'lgan alfa va beta bo'linmalaridan iborat. Rotorda gamma, shuningdek, epsilon bo'linmalari mavjud. Bu qism proton energiyasidan foydalanib aylanadi. Agar tashqi membranadagi protonlar mitoxondriyaning o'rtasiga yo'n altirilgan bo'lsa, bu sintaza ATP sintezini ta'minlaydi.
Shuni qayd etish kerakki, hujayradagi kimyoviy reaksiyalar fazoviy tartib bilan xarakterlanadi. Moddalarning kimyoviy o'zaro ta'siri mahsulotlari assimetrik tarzda taqsimlanadi (musbat zaryadlangan ionlar bir yo'nalishda, manfiy zaryadlangan zarrachalar esa boshqa yo'nalishda), membranada elektrokimyoviy potentsial hosil qiladi. U kimyoviy va elektr komponentdan iborat. Aytish kerakki, mitoxondriyalar yuzasida aynan shu potentsial energiya saqlashning universal shakliga aylanadi.
Ushbu qolipni ingliz olimi P. Mitchell kashf etgan. U taklif qildioksidlanishdan keyin moddalar molekulalarga o'xshamaydi, balki mitoxondriyal membrananing qarama-qarshi tomonlarida joylashgan musbat va manfiy zaryadlangan ionlarga o'xshaydi. Bu faraz adenozin trifosfat sintezi jarayonida fosfatlar oʻrtasida makroergik bogʻlanishlar hosil boʻlish xarakterini yoritishga hamda bu reaksiyaning kimyosmotik gipotezasini shakllantirishga imkon berdi.
