Energia metabolismi, mis toimub elusorganismi kõigis rakkudes, nimetatakse dissimilatsiooniks. See on orgaaniliste ühendite lagunemisreaktsioonide kogum, mille käigus vabaneb teatud kogus energiat.
Dissimilatsioon toimub kahes või kolmes etapis, olenev alt elusorganismide tüübist. Niisiis koosneb energia ainevahetus aeroobides ettevalmistavast, hapnikuvabast ja hapnikuetapist. Anaeroobide puhul (organismid, mis on võimelised toimima anoksilises keskkonnas) ei nõua dissimilatsioon viimast etappi.
Aeroobide energiavahetuse viimane etapp lõpeb täieliku oksüdatsiooniga. Sel juhul toimub glükoosimolekulide lagunemine energia moodustumisega, mis läheb osaliselt ATP moodustumiseks.
Väärib märkimist, et ATP süntees toimub fosforüülimise protsessis, kui ADP-le lisatakse anorgaanilist fosfaati. Samal ajal sünteesitakse adenosiintrifosforhapet mitokondrites ATP süntaasi osalusel.
Mis reaktsioon toimub selle energiaühendi moodustumisel?
Adenosiindifosfaat ja fosfaat moodustavad koos ATP ja makroergilise sideme, mille moodustamiseks kulub umbes 30,6 kJ /mol. Adenosiintrifosfaat varustab rakke energiaga, kuna märkimisväärne osa sellest vabaneb just ATP makroergiliste sidemete hüdrolüüsi käigus.
ATP sünteesi eest vastutav molekulaarmasin on spetsiifiline süntaas. See koosneb kahest osast. Üks neist asub membraanis ja on kanal, mille kaudu prootonid sisenevad mitokondritesse. See vabastab energiat, mille püüab kinni teine ATP struktuuriosa nimega F1. See sisaldab staatorit ja rootorit. Membraanis olev staator on fikseeritud ja koosneb delta piirkonnast, samuti alfa- ja beeta-subühikutest, mis vastutavad ATP keemilise sünteesi eest. Rootor sisaldab nii gamma- kui ka epsilon-alaühikuid. See osa pöörleb prootonite energiat kasutades. See süntaas tagab ATP sünteesi, kui välismembraani prootonid on suunatud mitokondrite keskosa poole.
Tuleb märkida, et keemilisi reaktsioone rakus iseloomustab ruumiline järjestus. Ainete keemilise interaktsiooni produktid jaotuvad asümmeetriliselt (positiivselt laetud ioonid lähevad ühes suunas ja negatiivselt laetud osakesed teises suunas), luues membraanile elektrokeemilise potentsiaali. See koosneb keemilisest ja elektrilisest komponendist. Tuleb öelda, et just see potentsiaal mitokondrite pinnal muutub universaalseks energia salvestamise vormiks.
Selle mustri avastas inglise teadlane P. Mitchell. Ta soovitaset ained pärast oksüdatsiooni ei näeks välja nagu molekulid, vaid positiivselt ja negatiivselt laetud ioonid, mis paiknevad mitokondriaalse membraani vastaskülgedel. See eeldus võimaldas selgitada adenosiintrifosfaadi sünteesi käigus fosfaatide vahel tekkivate makroergiliste sidemete olemust, samuti sõnastada selle reaktsiooni kemosmootilise hüpoteesi.
