متابولیسم انرژی که در تمام سلول های موجود زنده انجام می شود، تجزیه نامیده می شود. مجموعه ای از واکنش های تجزیه ترکیبات آلی است که در آن مقدار معینی انرژی آزاد می شود.
تجزیه در دو یا سه مرحله بسته به نوع موجودات زنده صورت می گیرد. بنابراین، در هوازی، متابولیسم انرژی شامل مراحل آماده سازی، بدون اکسیژن و اکسیژن است. در بی هوازی ها (جاندارانی که قادر به عملکرد در یک محیط بدون اکسیژن هستند)، تجزیه به آخرین مرحله نیاز ندارد.
مرحله نهایی متابولیسم انرژی در هوازی ها با اکسیداسیون کامل به پایان می رسد. در این حالت، تجزیه مولکول های گلوکز با تشکیل انرژی رخ می دهد که تا حدی به تشکیل ATP می رود.
شایان ذکر است که سنتز ATP در فرآیند فسفوریلاسیون، زمانی که فسفات معدنی به ADP اضافه می شود، رخ می دهد. در همان زمان، آدنوزین تری فسفریک اسید در میتوکندری با مشارکت ATP سنتاز سنتز می شود.
چه واکنشی هنگام تشکیل این ترکیب انرژی رخ می دهد؟
آدنوزین دی فسفات و فسفات ترکیب می شوند تا ATP و یک پیوند ماکروئرژیک را تشکیل دهند که تشکیل آن حدود 30.6 کیلوژول طول می کشد /مول. آدنوزین تری فسفات انرژی سلول ها را تامین می کند، زیرا مقدار قابل توجهی از آن در طی هیدرولیز پیوندهای ماکرو ارژیک ATP آزاد می شود.
ماشین مولکولی مسئول سنتز ATP یک سنتاز خاص است. از دو بخش تشکیل شده است. یکی از آنها در غشاء قرار دارد و کانالی است که از طریق آن پروتون ها وارد میتوکندری می شوند. این انرژی آزاد می کند که توسط بخش ساختاری دیگری از ATP به نام F1 جذب می شود. این شامل یک استاتور و یک روتور است. استاتور در غشا ثابت است و از یک ناحیه دلتا و همچنین زیر واحدهای آلفا و بتا تشکیل شده است که وظیفه سنتز شیمیایی ATP را بر عهده دارند. روتور شامل زیر واحدهای گاما و همچنین اپسیلون است. این بخش با استفاده از انرژی پروتون ها می چرخد. اگر پروتون های غشای خارجی به سمت وسط میتوکندری هدایت شوند، این سنتاز سنتز ATP را تضمین می کند.
لازم به ذکر است که واکنش های شیمیایی در سلول با نظم مکانی مشخص می شوند. محصولات فعل و انفعالات شیمیایی مواد به طور نامتقارن توزیع می شوند (یون های دارای بار مثبت در یک جهت و ذرات با بار منفی در جهت دیگر می روند) و یک پتانسیل الکتروشیمیایی روی غشاء ایجاد می کند. از یک جزء شیمیایی و یک جزء الکتریکی تشکیل شده است. باید گفت که این پتانسیل در سطح میتوکندری است که به شکل جهانی ذخیره انرژی تبدیل می شود.
این الگو توسط دانشمند انگلیسی پی میچل کشف شد. او پیشنهاد کردکه مواد پس از اکسیداسیون شبیه مولکول نیستند، بلکه یون های دارای بار مثبت و منفی هستند که در طرفین مخالف غشای میتوکندری قرار دارند. این فرض، توضیح ماهیت تشکیل پیوندهای ماکروآرژیک بین فسفات ها در طول سنتز آدنوزین تری فسفات و همچنین فرموله کردن فرضیه شیمیایی این واکنش را امکان پذیر کرد.
