نسخة الفيديو النصية
اذكر معادلة إنتاج الأدينوسين الثلاثي الفوسفات (ATP) بواسطة ATP-سينثيز.
يسألنا هذا السؤال عن الفسفرة التأكسدية، وهي إحدى خطوات عملية التنفس الخلوي. التنفس الخلوي عملية مهمة تحدث في جميع الكائنات الحية. وهي العملية التي يتكسر فيها الجلوكوز لإطلاق الطاقة المخزنة في جزيئات الأدينوسين الثلاثي الفوسفات (ATP). توجد أربع خطوات أساسية في عملية التنفس الخلوي: تحلل الجلوكوز، والتفاعل الرابط، ودورة كربس، التي يشار إليها أيضًا بدورة حمض الستريك، والفسفرة التأكسدية، التي يشار إليها أيضًا بسلسلة نقل الإلكترونات. خلال تحلل الجلوكوز، والتفاعل الرابط، ودورة كربس، تتكون جزيئات ATP بالإضافة إلى مرافقي الإنزيم NADH وFADH2. وخلال الفسفرة التأكسدية، يستخدم NADH وFADH2 لإنتاج المزيد من ATP. في الواقع، الفسفرة التأكسدية هي الخطوة التي ينتج فيها معظم ATP.
تحدث الفسفرة التأكسدية في الميتوكوندريا. يمكننا هنا رؤية رسم للميتوكوندريا يوضح الغشاءين الخارجي والداخلي، والفراغ بين الغشائي الموجود بينهما، وكذلك الحشوة الموجودة داخل الغشاء الداخلي. يوضح هذا الشكل المخطط الأساسي للفسفرة التأكسدية. توجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا مجموعة من البروتينات المتخصصة بجمع الطاقة من الإلكترونات العالية الطاقة المخزنة في مرافقي الإنزيم NADH وFADH2.
يمكننا متابعة رحلة الإلكترون من اليسار. يوجد الكثير من الطاقة المخزنة في هذه الإلكترونات، وخلال سلسلة نقل الإلكترونات، تفقد الإلكترونات بعضًا من هذه الطاقة تدريجيًّا بمقادير صغيرة. يمكن استخدام هذه الطاقة المنطلقة لنقل أيونات الهيدروجين نقلًا نشطًا عكس اتجاه تدرج تركيزها من الحشوة إلى الفراغ بين الغشائي. يمثل تدرج التركيز هذا شكلًا من أشكال الطاقة المخزنة، ويمكن استخدامه لإنتاج ATP كما نرى على اليمين. هذا المركب البروتيني المتخصص، الذي يسمى ATP-سينثيز، يستخدم حركة أيونات الهيدروجين مع اتجاه تدرج تركيزها لتكوين جزيئات ATP.
كما نلاحظ في الشكل، فإن معادلة إنتاج الأدينوسين الثلاثي الفوسفات (ATP) بواسطة مركب ATP-سينثيز هي: ADP زائد Pi ينتج ATP.
