Էներգետիկ նյութափոխանակությունը, որը տեղի է ունենում կենդանի օրգանիզմի բոլոր բջիջներում, կոչվում է դիսիմիլացիա։ Օրգանական միացությունների քայքայման ռեակցիաների մի ամբողջություն է, որի ժամանակ անջատվում է որոշակի քանակությամբ էներգիա։
Դիսիմիլացիան տեղի է ունենում երկու կամ երեք փուլով՝ կախված կենդանի օրգանիզմների տեսակից։ Այսպիսով, աերոբներում էներգիայի նյութափոխանակությունը բաղկացած է նախապատրաստական, թթվածնազուրկ և թթվածնային փուլերից։ Անաէրոբներում (օրգանիզմներ, որոնք ունակ են գործել անօքսիկ միջավայրում), դիսիմիլացիան չի պահանջում վերջին քայլը։
Աերոբներում էներգիայի փոխանակման վերջին փուլն ավարտվում է ամբողջական օքսիդացումով։ Այս դեպքում գլյուկոզայի մոլեկուլների քայքայումը տեղի է ունենում էներգիայի առաջացման հետ, որը մասամբ գնում է ATP-ի առաջացմանը։
Հարկ է նշել, որ ATP-ի սինթեզը տեղի է ունենում ֆոսֆորիլացման գործընթացում, երբ ADP-ին ավելացվում է անօրգանական ֆոսֆատ: Միևնույն ժամանակ, ադենոզին տրիֆոսֆորական թթուն սինթեզվում է միտոքոնդրիումներում՝ ATP սինթազայի մասնակցությամբ։
Ի՞նչ ռեակցիա է տեղի ունենում, երբ ձևավորվում է այս էներգետիկ միացությունը:
Ադենոզին դիֆոսֆատը և ֆոսֆատը միավորվում են՝ ձևավորելով ATP և մակրոերգիկ կապ, որի ձևավորումը տևում է մոտ 30,6 կՋ /մոլ. Ադենոզին տրիֆոսֆատն ապահովում է բջիջներին էներգիա, քանի որ դրա զգալի քանակությունը ազատվում է հենց ATP-ի մակրոէերգիկ կապերի հիդրոլիզի ժամանակ:
Մոլեկուլային մեքենան, որը պատասխանատու է ATP-ի սինթեզի համար, հատուկ սինթազ է: Այն բաղկացած է երկու մասից. Դրանցից մեկը գտնվում է թաղանթում և ալիք է, որով պրոտոնները մտնում են միտոքոնդրիաներ։ Սա ազատում է էներգիա, որը գրավում է ATP-ի մեկ այլ կառուցվածքային մաս, որը կոչվում է F1: Այն պարունակում է ստատոր և ռոտոր: Մեմբրանի ստատորը ֆիքսված է և բաղկացած է դելտա շրջանից, ինչպես նաև ալֆա և բետա ենթամիավորներից, որոնք պատասխանատու են ATP-ի քիմիական սինթեզի համար։ Ռոտորը պարունակում է գամմա, ինչպես նաև էպսիլոնային ենթամիավորներ: Այս մասը պտտվում է՝ օգտագործելով պրոտոնների էներգիան։ Այս սինթազը ապահովում է ATP-ի սինթեզը, եթե արտաքին թաղանթից պրոտոններն ուղղված են դեպի միտոքոնդրիայի կեսը։
Հարկ է նշել, որ բջջի քիմիական ռեակցիաները բնութագրվում են տարածական կարգով։ Նյութերի քիմիական փոխազդեցության արգասիքները բաշխվում են ասիմետրիկ (դրական լիցքավորված իոնները գնում են մի ուղղությամբ, իսկ բացասական լիցքավորված մասնիկները՝ մյուս ուղղությամբ)՝ թաղանթի վրա ստեղծելով էլեկտրաքիմիական ներուժ։ Այն բաղկացած է քիմիական և էլեկտրական բաղադրիչից: Պետք է ասել, որ հենց այս պոտենցիալը միտոքոնդրիաների մակերեսին է դառնում էներգիայի պահպանման ունիվերսալ ձև։
Այս օրինաչափությունը հայտնաբերել է անգլիացի գիտնական Պ. Միտչելը: Նա առաջարկեցոր օքսիդացումից հետո նյութերը նման են ոչ թե մոլեկուլների, այլ դրական և բացասական լիցքավորված իոնների, որոնք գտնվում են միտոքոնդրիումի մեմբրանի հակառակ կողմերում։ Այս ենթադրությունը թույլ տվեց պարզաբանել ադենոզին տրիֆոսֆատի սինթեզի ժամանակ ֆոսֆատների միջև մակրոէերգիկ կապերի ձևավորման բնույթը, ինչպես նաև ձևակերպել այս ռեակցիայի քիմիոսմոտիկ վարկածը։
