Az élő szervezet minden sejtjében végbemenő energia-anyagcserét disszimilációnak nevezzük. Ez szerves vegyületek bomlási reakcióinak összessége, amelyben bizonyos mennyiségű energia szabadul fel.
A disszimiláció két vagy három szakaszban megy végbe, az élő szervezetek típusától függően. Tehát az aerobokban az energia-anyagcsere előkészítő, oxigénmentes és oxigén szakaszból áll. Anaerobokban (olyan szervezetekben, amelyek képesek működni anoxikus környezetben) a disszimilációhoz nem szükséges az utolsó lépés.
Az aerobokban az energia-anyagcsere utolsó szakasza teljes oxidációval zárul. Ebben az esetben a glükózmolekulák lebomlása energia képződésével megy végbe, ami részben az ATP képződéséhez megy.
Érdemes megjegyezni, hogy az ATP szintézise a foszforiláció folyamatában megy végbe, amikor szervetlen foszfátot adnak az ADP-hez. Ugyanakkor az adenozin-trifoszforsav szintetizálódik a mitokondriumokban az ATP-szintáz részvételével.
Milyen reakció megy végbe, amikor ez az energiavegyület keletkezik?
Az adenozin-difoszfát és a foszfát egyesülve ATP-t és makroerg kötést képez, amelynek kialakulása körülbelül 30,6 kJ /mol. Az adenozin-trifoszfát energiával látja el a sejteket, mivel jelentős mennyiségben szabadul fel az ATP makroerg kötéseinek hidrolízise során.
Az ATP szintéziséért felelős molekuláris gép egy speciális szintáz. Két részből áll. Az egyik a membránban található, és egy csatorna, amelyen keresztül a protonok belépnek a mitokondriumokba. Ez energiát szabadít fel, amelyet az ATP másik szerkezeti része, az F1 felvesz. Állórészt és forgórészt tartalmaz. A membránban lévő állórész rögzített és egy delta régióból, valamint alfa és béta alegységekből áll, amelyek felelősek az ATP kémiai szintéziséért. A rotor gamma- és epszilon alegységeket tartalmaz. Ez a rész a protonok energiájával forog. Ez a szintáz biztosítja az ATP szintézisét, ha a külső membrán protonjai a mitokondrium közepe felé irányulnak.
Megjegyzendő, hogy a sejtben zajló kémiai reakciókat a térbeli rend jellemzi. Az anyagok kémiai kölcsönhatásainak termékei aszimmetrikusan oszlanak el (a pozitív töltésű ionok az egyik, a negatív töltésű részecskék a másik irányba mennek), így elektrokémiai potenciál keletkezik a membránon. Egy kémiai és egy elektromos komponensből áll. Azt kell mondani, hogy a mitokondriumok felszínén ez a potenciál válik az energiatárolás egyetemes formájává.
Ezt a mintát P. Mitchell angol tudós fedezte fel. Javasoltahogy az anyagok oxidáció után nem molekuláknak tűnnek, hanem pozitív és negatív töltésű ionoknak, amelyek a mitokondriális membrán ellentétes oldalán helyezkednek el. Ez a feltevés lehetővé tette az adenozin-trifoszfát szintézise során a foszfátok közötti makroerg kötések képződésének természetének tisztázását, valamint a reakció kemioszmotikus hipotézisének megfogalmazását.
