Тирүү организмдин бардык клеткаларында жүрүүчү энергия алмашуу диссимиляция деп аталат. Бул органикалык кошулмалардын ажыроо реакцияларынын жыйындысы, анда белгилүү өлчөмдө энергия бөлүнүп чыгат.
Диссимиляция тирүү организмдердин түрүнө жараша эки же үч этапта жүрөт. Ошентип, аэробдордо энергия алмашуу даярдоо, кычкылтексиз жана кычкылтек баскычтарынан турат. Анаэробтарда (аноксик чөйрөдө иштөөгө жөндөмдүү организмдер) диссимиляция акыркы кадамды талап кылбайт.
Аэробдордогу энергия алмашуунун акыркы этабы толук кычкылдануу менен аяктайт. Мында глюкоза молекулаларынын бузулушу энергиянын пайда болушу менен ишке ашат, ал жарым-жартылай АТФ түзүлүшүнө барат.
Айта кетсек, АТФ синтези фосфорлануу процессинде, органикалык эмес фосфат АДФке кошулганда болот. Ошол эле учурда митохондрияда АТФ синтазасынын катышуусу менен аденозин-трифосфор кислотасы синтезделет.
Бул энергетикалык кошулма пайда болгондо кандай реакция болот?
Аденозиндифосфат жана фосфат биригип, АТФ жана макроэргиялык байланышты түзөт, анын пайда болушуна болжол менен 30,6 кДж/мөл. Аденозинтрифосфаты клеткаларды энергия менен камсыз кылат, анткени анын олуттуу бөлүгү АТФтин так макроэргиялык байланыштарынын гидролизинде бөлүнүп чыгат.
АТФ синтези үчүн жооптуу молекулярдык машина белгилүү бир синтаза. Ал эки бөлүктөн турат. Алардын бири мембранада жайгашкан жана протондор митохондрияга кире турган канал болуп саналат. Бул энергияны бөлүп чыгарат, аны АТФнын F1 деп аталган башка структуралык бөлүгү кармап турат. Анын курамында статор жана ротор бар. Мембранада статор бекитилген жана дельта аймагынан, ошондой эле АТФ химиялык синтези үчүн жооптуу болгон альфа жана бета бөлүмчөлөрүнөн турат. Ротордо гамма, ошондой эле эпсилон бөлүмчөлөрү бар. Бул бөлүк протондордун энергиясын колдонуу менен айланат. Бул синтаза сырткы мембранадагы протондор митохондриянын ортосуна багытталса, АТФ синтезин камсыздайт.
Клеткадагы химиялык реакциялар мейкиндик тартиби менен мүнөздөлөөрүн белгилей кетүү керек. Заттардын химиялык өз ара аракеттешүүсүнүн продуктулары ассиметриялуу (оң заряддуу иондор бир тарапка, терс заряддуу бөлүкчөлөр экинчи тарапка кетет) таралып, мембранада электрохимиялык потенциал пайда болот. Ал химиялык жана электрдик компоненттен турат. Митохондриянын бетиндеги дал ушул потенциал энергияны сактоонун универсалдуу формасына айланат деп айтуу керек.
Бул үлгүнү англиялык окумуштуу П. Митчелл ачкан. Ал сунуштадыкычкылдангандан кийин заттар молекулаларга окшошпойт, бирок митохондриялык мембрананын карама-каршы жагында жайгашкан оң жана терс заряддуу иондор. Бул болжолдоо аденозинтрифосфаттын синтези учурунда фосфаттардын ортосундагы макроэргиялык байланыштардын пайда болушунун мүнөзүн ачып берүүгө, ошондой эле бул реакциянын хемиосмотикалык гипотезасын түзүүгө мүмкүндүк берди.
