Metabolisme tenaga, yang berlaku dalam semua sel organisma hidup, dipanggil disimilasi. Ia ialah satu set tindak balas penguraian sebatian organik, di mana sejumlah tenaga dibebaskan.
Disimilasi berlaku dalam dua atau tiga peringkat, bergantung pada jenis organisma hidup. Jadi, dalam aerobes, metabolisme tenaga terdiri daripada peringkat persediaan, bebas oksigen dan oksigen. Dalam anaerobes (organisma yang boleh berfungsi dalam persekitaran anoksik), disimilasi tidak memerlukan langkah terakhir.
Peringkat akhir metabolisme tenaga dalam aerobes berakhir dengan pengoksidaan lengkap. Dalam kes ini, pemecahan molekul glukosa berlaku dengan pembentukan tenaga, yang sebahagiannya pergi ke pembentukan ATP.
Perlu diperhatikan bahawa sintesis ATP berlaku dalam proses fosforilasi, apabila fosfat tak organik ditambah kepada ADP. Pada masa yang sama, asid trifosforik adenosin disintesis dalam mitokondria dengan penyertaan ATP sintase.
Apakah tindak balas yang berlaku apabila sebatian tenaga ini terbentuk?
Adenosina difosfat dan fosfat bergabung untuk membentuk ATP dan ikatan makroergik, yang pembentukannya mengambil masa kira-kira 30.6 kJ /mol. Adenosin trifosfat membekalkan sel dengan tenaga, kerana sejumlah besar ia dibebaskan semasa hidrolisis secara tepat ikatan makroergik ATP.
Mesin molekul yang bertanggungjawab untuk sintesis ATP ialah sintase khusus. Ia terdiri daripada dua bahagian. Salah satunya terletak di dalam membran dan merupakan saluran di mana proton memasuki mitokondria. Ini membebaskan tenaga, yang ditangkap oleh bahagian struktur lain ATP yang dipanggil F1. Ia mengandungi stator dan rotor. Stator dalam membran adalah tetap dan terdiri daripada kawasan delta, serta subunit alfa dan beta, yang bertanggungjawab untuk sintesis kimia ATP. Rotor mengandungi gamma serta subunit epsilon. Bahagian ini berputar menggunakan tenaga proton. Sintase ini memastikan sintesis ATP jika proton dari membran luar diarahkan ke tengah mitokondria.
Perlu diingat bahawa tindak balas kimia dalam sel dicirikan oleh susunan ruang. Produk interaksi kimia bahan diedarkan secara tidak simetri (ion bercas positif pergi ke satu arah, dan zarah bercas negatif pergi ke arah lain), mewujudkan potensi elektrokimia pada membran. Ia terdiri daripada bahan kimia dan komponen elektrik. Harus dikatakan bahawa potensi pada permukaan mitokondria inilah yang menjadi bentuk simpanan tenaga sejagat.
Corak ini ditemui oleh saintis Inggeris P. Mitchell. Dia mencadangkanbahawa bahan selepas pengoksidaan tidak kelihatan seperti molekul, tetapi ion bercas positif dan negatif, yang terletak pada sisi bertentangan membran mitokondria. Andaian ini memungkinkan untuk menjelaskan sifat pembentukan ikatan makroergik antara fosfat semasa sintesis adenosin trifosfat, serta merumuskan hipotesis kemiosmotik tindak balas ini.
