El metabolisme energètic, que té lloc a totes les cèl·lules d'un organisme viu, s'anomena dissimilació. És un conjunt de reaccions de descomposició de compostos orgànics, en les quals s'allibera una certa quantitat d'energia.
La disimilació té lloc en dues o tres etapes, segons el tipus d'organismes vius. Així, en els aerobis, el metabolisme energètic consta d'etapes preparatòries, lliures d'oxigen i d'oxigen. En els anaerobis (organismes que són capaços de funcionar en un ambient anòxic), la dissimilació no requereix l'últim pas.
L'etapa final del metabolisme energètic en els aerobis acaba amb una oxidació completa. En aquest cas, la descomposició de les molècules de glucosa es produeix amb la formació d'energia, que es destina parcialment a la formació d'ATP.
Val la pena assenyalar que la síntesi d'ATP es produeix en el procés de fosforilació, quan s'afegeix fosfat inorgànic a l'ADP. Al mateix temps, l'àcid adenosina trifosfòric es sintetitza als mitocondris amb la participació de l'ATP sintasa.
Quina reacció es produeix quan es forma aquest compost energètic?
El difosfat d'adenosina i el fosfat es combinen per formar ATP i un enllaç macroèrgic, la formació del qual requereix uns 30,6 kJ /mol. El trifosfat d'adenosina proporciona energia a les cèl·lules, ja que una quantitat important s'allibera durant la hidròlisi precisament dels enllaços macroèrgics de l'ATP.
La màquina molecular responsable de la síntesi d'ATP és una sintasa específica. Consta de dues parts. Un d'ells es troba a la membrana i és un canal pel qual els protons entren als mitocondris. Això allibera energia, que és capturada per una altra part estructural de l'ATP anomenada F1. Conté un estator i un rotor. L'estator de la membrana és fix i consta d'una regió delta, així com subunitats alfa i beta, que són les responsables de la síntesi química d'ATP. El rotor conté subunitats gamma i èpsilons. Aquesta part gira utilitzant l'energia dels protons. Aquesta sintasa assegura la síntesi d'ATP si els protons de la membrana externa es dirigeixen cap al centre dels mitocondris.
Cal tenir en compte que les reaccions químiques a la cèl·lula es caracteritzen per ordre espacial. Els productes de les interaccions químiques de les substàncies es distribueixen de manera asimètrica (els ions carregats positivament van en una direcció i les partícules carregades negativament en l' altra), creant un potencial electroquímic a la membrana. Està format per un component químic i un component elèctric. Cal dir que és aquest potencial a la superfície dels mitocondris el que es converteix en la forma universal d'emmagatzematge d'energia.
Aquest patró va ser descobert pel científic anglès P. Mitchell. Va suggerirque les substàncies després de l'oxidació no semblen molècules, sinó ions carregats positivament i negativament, que es troben en els costats oposats de la membrana mitocondrial. Aquesta hipòtesi va permetre dilucidar la naturalesa de la formació d'enllaços macroèrgics entre fosfats durant la síntesi d'adenosina trifosfat, així com formular la hipòtesi quimiosmòtica d'aquesta reacció.
