Energia-aineenvaihduntaa, joka tapahtuu kaikissa elävän organismin soluissa, kutsutaan dissimilaatioksi. Se on joukko orgaanisten yhdisteiden hajoamisreaktioita, joissa vapautuu tietty määrä energiaa.
Dissimilaatio tapahtuu kahdessa tai kolmessa vaiheessa elävien organismien tyypistä riippuen. Joten aerobeissa energia-aineenvaihdunta koostuu valmistelevista, hapettomista ja happivaiheista. Anaerobeissa (eliöissä, jotka pystyvät toimimaan hapettomassa ympäristössä) dissimilaatio ei vaadi viimeistä vaihetta.
Aerobeissa energia-aineenvaihdunnan viimeinen vaihe päättyy täydelliseen hapettumiseen. Tässä tapauksessa glukoosimolekyylien hajoaminen tapahtuu energian muodostumisen myötä, joka menee osittain ATP:n muodostumiseen.
On syytä huomata, että ATP:n synteesi tapahtuu fosforylaatioprosessissa, kun ADP:hen lisätään epäorgaanista fosfaattia. Samaan aikaan adenosiinitrifosforihappoa syntetisoidaan mitokondrioissa ATP-syntaasin osallistuessa.
Mikä reaktio tapahtuu, kun tämä energiayhdiste muodostuu?
Adenosiinidifosfaatti ja fosfaatti muodostavat yhdessä ATP:n ja makroergisen sidoksen, jonka muodostuminen kestää noin 30,6 kJ /mol. Adenosiinitrifosfaatti antaa soluille energiaa, koska merkittävä määrä sitä vapautuu juuri ATP:n makroergisten sidosten hydrolyysin aikana.
ATP:n synteesistä vastaava molekyylikone on tietty syntaasi. Se koostuu kahdesta osasta. Yksi niistä sijaitsee kalvossa ja on kanava, jonka kautta protonit tulevat mitokondrioihin. Tämä vapauttaa energiaa, jonka toinen ATP:n rakenneosa, nimeltään F1, vangitsee. Se sisältää staattorin ja roottorin. Kalvossa oleva staattori on kiinteä ja koostuu delta-alueesta sekä alfa- ja beeta-alayksiköistä, jotka vastaavat ATP:n kemiallisesta synteesistä. Roottori sisältää gamma- ja epsilon-alayksiköitä. Tämä osa pyörii käyttämällä protonien energiaa. Tämä syntaasi varmistaa ATP:n synteesin, jos ulkokalvon protonit suuntautuvat mitokondrioiden keskelle.
On huomattava, että solussa tapahtuville kemiallisille reaktioille on ominaista tilajärjestys. Aineiden kemiallisten vuorovaikutusten tuotteet jakautuvat epäsymmetrisesti (positiivisesti varautuneet ionit menevät yhteen suuntaan ja negatiivisesti varautuneet hiukkaset toiseen suuntaan), jolloin kalvolle muodostuu sähkökemiallinen potentiaali. Se koostuu kemiallisesta ja sähkökomponentista. On sanottava, että juuri tästä mitokondrioiden pinnalla olevasta potentiaalista tulee universaali energian varastointimuoto.
Tämän kuvion löysi englantilainen tiedemies P. Mitchell. Hän ehdottiettä aineet eivät hapettumisen jälkeen näytä molekyyleiltä, vaan positiivisesti ja negatiivisesti varautuneilta ioneilta, jotka sijaitsevat mitokondriokalvon vastakkaisilla puolilla. Tämä oletus mahdollisti fosfaattien välisten makroergisten sidosten muodostumisen luonteen selvittämisen adenosiinitrifosfaatin synteesin aikana sekä tämän reaktion kemosmoottisen hypoteesin muodostamisen.
