Le métabolisme énergétique, qui a lieu dans toutes les cellules d'un organisme vivant, s'appelle la dissimilation. C'est un ensemble de réactions de décomposition de composés organiques, dans lesquelles une certaine quantité d'énergie est libérée.
La dissimilation se déroule en deux ou trois étapes, selon le type d'organismes vivants. Ainsi, chez les aérobies, le métabolisme énergétique se compose d'étapes préparatoires, sans oxygène et avec oxygène. Chez les anaérobies (organismes capables de fonctionner dans un environnement anoxique), la dissimilation ne nécessite pas la dernière étape.
La dernière étape du métabolisme énergétique chez les aérobies se termine par une oxydation complète. Dans ce cas, la dégradation des molécules de glucose se produit avec la formation d'énergie, qui va en partie à la formation d'ATP.
Il convient de noter que la synthèse d'ATP se produit dans le processus de phosphorylation, lorsque du phosphate inorganique est ajouté à l'ADP. Dans le même temps, l'acide adénosine triphosphorique est synthétisé dans les mitochondries avec la participation de l'ATP synthase.
Quelle réaction se produit lorsque ce composé énergétique se forme ?
L'adénosine diphosphate et le phosphate se combinent pour former de l'ATP et une liaison macroergique, dont la formation prend environ 30,6 kJ /mol. L'adénosine triphosphate fournit de l'énergie aux cellules, car une quantité importante de celle-ci est libérée lors de l'hydrolyse précisément des liaisons macroergiques de l'ATP.
La machine moléculaire responsable de la synthèse de l'ATP est une synthase spécifique. Il se compose de deux parties. L'un d'eux est situé dans la membrane et est un canal par lequel les protons pénètrent dans les mitochondries. Cela libère de l'énergie, qui est capturée par une autre partie structurelle de l'ATP appelée F1. Il contient un stator et un rotor. Le stator de la membrane est fixe et se compose d'une région delta, ainsi que de sous-unités alpha et bêta, qui sont responsables de la synthèse chimique de l'ATP. Le rotor contient des sous-unités gamma et epsilon. Cette partie tourne en utilisant l'énergie des protons. Cette synthase assure la synthèse d'ATP si les protons de la membrane externe sont dirigés vers le milieu des mitochondries.
Il convient de noter que les réactions chimiques dans la cellule sont caractérisées par un ordre spatial. Les produits des interactions chimiques des substances sont distribués de manière asymétrique (les ions chargés positivement vont dans un sens et les particules chargées négativement vont dans l'autre sens), créant un potentiel électrochimique sur la membrane. Il se compose d'un composant chimique et d'un composant électrique. Il faut dire que c'est ce potentiel à la surface des mitochondries qui devient la forme universelle de stockage d'énergie.
Ce modèle a été découvert par le scientifique anglais P. Mitchell. Il a suggéréque les substances après oxydation ne ressemblent pas à des molécules, mais à des ions chargés positivement et négativement, qui sont situés sur les côtés opposés de la membrane mitochondriale. Cette hypothèse a permis d'élucider la nature de la formation de liaisons macroergiques entre phosphates lors de la synthèse de l'adénosine triphosphate, ainsi que de formuler l'hypothèse chimiosmotique de cette réaction.
