ATP wordt geregenereerd in de mitochondria door een proces genaamd oxidatieve fosforylering , dat is de laatste fase van cellulaire ademhaling. Hier is een uitsplitsing van de betrokken stappen:

1. Elektrontransportketen: Elektronen, gedragen door NADH en FADH2, worden doorgegeven aan een keten van eiwitcomplexen ingebed in het binnenste mitochondriale membraan. Deze beweging van elektronen geeft energie vrij, die wordt gebruikt om protonen (H+) van de mitochondriale matrix over het binnenmembraan in de intermembraanruimte te pompen.

2. Proton -gradiënt: Het pompen van protonen creëert een concentratiegradiënt over het binnenmembraan - een hogere concentratie protonen in de intermembraanruimte dan in de matrix. Deze gradiënt vertegenwoordigt potentiële energie.

3. ATP -synthase: Protonen stromen terug over het binnenmembraan, langs hun concentratiegradiënt, door een eiwitcomplex dat ATP -synthase wordt genoemd. Deze protonenstroom stimuleert de rotatie van een deel van het ATP -synthasemolecuul, dat op zijn beurt de fosforylering van ADP naar ATP katalyseert. Dit proces staat bekend als chemiosmosis .

Hier is een vereenvoudigde analogie:

Stel je een waterwiel voor. Het water dat langs een waterval (protongradiënt) stroomt, draait het wiel (ATP -synthase). Deze draaiende actie genereert energie, die kan worden gebruikt om andere processen (ATP -productie) te voeden.

Over het algemeen kan het proces van ATP -regeneratie in de mitochondria worden samengevat als:

* brandstof (Glucose, vetzuren, enz.) Is afgebroken om elektronen (NADH en FADH2) en protonen (H+) te produceren.

* Elektrontransportketen: Elektronen worden doorgegeven langs een keten van eiwitten, waardoor energie wordt vrijgeeft om protonen over het binnenmembraan te pompen.

* protongradiënt: De protongradiënt drijft de beweging van protonen terug over het binnenmembraan door ATP -synthase.

* ATP -synthese: Deze beweging voedt de fosforylering van ADP aan ATP.

In wezen wordt de energie die wordt vrijgegeven uit de beweging van elektronen door de elektronentransportketen gebruikt om een protonengradiënt te creëren, die vervolgens wordt gebruikt om de synthese van ATP te stimuleren. Dit proces is zeer efficiënt, waarbij elk molecuul van glucose mogelijk maximaal 38 moleculen ATP oplevert.