Kas ir oksidatīvā fosforilācija?

Oksidatīvās fosforilēšanas pēdējā posma ievads ietver virkni reducēšanas-oksidācijas jeb redoksreakciju. Šīs reakcijas pārnes elektronus no vienas molekulas uz otru, tādējādi mainot abu lādiņu. Šo darbību kopumu sauc par elektronu transportēšanas ķēdi, jo tā ļauj šūnai pārvietot enerģiju elektronu veidā no uzglabāšanas vietas uz vietu, kur to var viegli izmantot. Nikotinamīda adenīna dinukleotīds (NAD+) ir izplatīts solis šī procesa beigās. “+” apzīmē pozitīvu lādiņu, kas ļauj tam viegli pieņemt elektronus un kļūt par reducētu formu, ko sauc par NADH.

NADH elektronu enerģija tiek izmantota, lai darbinātu procesu, ko sauc par ķīmijmozi. Ķīmiosmoze koncentrē elektronu enerģiju potenciālajā enerģijā, pārvietojot ūdeņraža jonus – protonus – pa membrānu. Šī kustība rada enerģijas gradientu pāri membrānai, pateicoties vienā pusē uzkrātajam pozitīvajam lādiņam. Šo enerģijas gradientu sauc par protonu dzinējspēku. Šajā brīdī var notikt pēdējais un universālākais oksidatīvās fosforilēšanas posms.

ATP sintāze ir enzīms, kas galu galā ir atbildīgs par ADP pārvēršanu ATP. Daļa proteīna ir iestrādāta membrānā, caur kuru tika virzīti protoni. ATP sintāze nodrošina ceļu, pa kuru protoni var atkārtoti iekļūt šūnā, bet izmanto enerģiju, kas rodas, kad to dara. Šī darbība atgādina veidu, kā vējdzirnavas izmanto spiediena atšķirības un ūdensriteņi izmanto gravitācijas radītās potenciālās enerģijas izmaiņas. Protona kustība atpakaļ pa membrānu tiek izmantota, lai aktivizētu fermenta formas izmaiņas. Ja šī notikuma laikā ADP molekula jau ir saistīta ar ATP sintāzi, izmaiņas uzliek tai papildu fosfora atomu. Jaunizveidotajai ATP molekulai ļauj atstāt fermentu, un tā kļūst brīva, lai nodrošinātu enerģiju citur šūnā.