Chemiosmosis Definition

Chemiosmosis az, amikor az ionok diffúzióval mozognak egy félig áteresztő membránon, például a mitokondriumok belsejében lévő membránon. Az ionok olyan molekulák, amelyek nettó elektromos töltéssel rendelkeznek, például Na+, Cl–, vagy kifejezetten olyan kemiozmózisban, amely energiát termel, H+. A chemiosmosis során az ionok elektrokémiai gradienssel mozognak, ami az elektrokémiai potenciál gradiense (a potenciális energia egyik formája)., Mivel a chemiosmosis egyfajta diffúzió, az ionok a membránon keresztül mozognak a nagy koncentrációjú területekről az alacsony koncentrációjú területekre. Az ionok is mozognak, hogy egyensúlyba hozzák az elektromos töltést egy membránon keresztül.

A Chemiosmosis funkciója

a Chemiosmosis részt vesz az adenozin-trifoszfát (ATP) előállításában, amely a sejt energiájához használt fő molekula. Az eukariótákban az ATP a mitokondriumok sejtes légzésének folyamatában keletkezik., Először is, a NADH és a FADH2 molekulák, amelyek a citromsavciklusból származnak, elektronokat vezetnek le egy elektronszállítási láncon, amely energiát bocsát ki. Ez az energia lehetővé teszi a protonok (H+) számára, hogy egy proton gradiensen keresztül chemiosmosison keresztül haladjanak le. Ez viszont biztosítja az ATP szintáz enzim energiáját az ATP előállításához. Az áramlás ezek a protonok le a gradiens fordul a rotor, száron, az ATP-szintáz, amely lehetővé teszi, hogy a foszfát csoport csatlakozz a adenozin-difoszfát (ADP), amely az ATP. Az ATP termelését a légzés során oxidatív foszforilációnak nevezik., Az oxigén és a glükóz révén az ATP végül az ADP foszforilációjával jön létre. Az aerob légzésben 38 ATP molekula képződik glükózmolekulánként. Mivel a chemiosmosis szerepet játszik az ATP létrehozásában ebben a folyamatban, chemiosmosis nélkül, az organizmusok nem képesek előállítani azt az energiát, amelyre szükségük van.

Dr. Peter D. Mitchell először 1961-ben javasolta, hogy az ATP-t a chemiosmosis révén szintetizálják., Abban az időben ez ellentmondásos volt, mert szélesebb körben elfogadták, hogy van néhány közbenső molekula, amely energiát tárol az elektronszállítási láncból. Közbenső molekulát azonban soha nem találtak, végül a kutatások azt mutatták, hogy a chemiosmosis elmélet helyes volt. Mitchell később 1976-ban elnyerte a kémiai Nobel-díjat a tudományhoz való hozzájárulásáért.


Ez a kép nagyon általában azt mutatja, hogy az ionok magasról alacsony koncentrációra mozognak a chemiosmosis során.,

példák a Chemiosmosisra

bár a kemiosmózist gyakran általában az ionok membránon keresztüli mozgásának nevezik, valójában csak a H+ ionok mozgásáról való beszélgetés során használják az ATP előállítása során. A leggyakoribb módszer, amely magában foglalja a kemiozmózist az ATP termelésében, a sejtes légzés a mitokondriumokban, amelynek folyamatát a fentiekben tárgyaljuk., Minden eukarióta élőlények van mitokondriumok, így chemiosmosis részt vesz az ATP termelés keresztül sejtes légzés a túlnyomó többség, a különböző típusú élőlények, az állatok, növények, gombák, hogy protists. Annak ellenére, hogy az archaea és a baktériumok nem rendelkeznek mitokondriumokkal, chemiosmosist is használnak ATP előállítására fotofoszforilációval. Ez a folyamat magában foglalja az elektron transzport láncot, a proton gradienst és a H + kemiosmosist is, de a baktérium vagy az archaeon belső membránján keresztül történik, mivel nincs mitokondriumuk.,

a növények ATP-t termelnek a kloroplaszt fotoszintézisében, az ATP mellett, amelyet a mitokondriumok sejtes légzésével generálnak. A folyamat ismét hasonló: a fotoszintézis során a fényenergia gerjeszti az elektronokat, amelyek egy elektronszállítási láncon áramlanak le, ami viszont lehetővé teszi a H+ ionok számára, hogy áthaladjanak a kloroplaszt membránján. Egyes baktériumok, mint például a cianobaktériumok, fotoszintézist is használnak.,

a hasonlóság ezen ATP termelési módszerek között több, mint véletlen egybeesés; úgy gondolják, hogy mind a mitokondriumok, mind a kloroplasztok szabadon élő baktériumokból fejlődtek ki. Ezt az elméletet endoszimbiotikus elméletnek nevezik. Ez az elmélet feltételezi, hogy szimbiotikus kapcsolatai voltak más sejtekkel, elősegítve őket azáltal, hogy energiát termelnek cserébe egy helyért, ahol a sejt belsejében élhetnek. Idővel ezek a baktériumok elválaszthatatlanná váltak az általuk lakott sejtekből., Az a tény, hogy a mitokondriumoknak és a kloroplasztoknak saját, különálló DNS-e van, alátámasztja ezt az elképzelést. Ez az oka annak, hogy a kemiozmózist általában ugyanúgy használják, függetlenül attól, hogy az ATP mitokondrionban, kloroplasztban vagy baktériumban termelődik-e.

  • glükóz – egy egyszerű cukor, amely fontos szerepet játszik az anyagcserében és az energiatermelésben.
  • adenozin-trifoszfát – ATP) – a sejtek energiájához használt fő molekula.
  • Ion-egy molekula nettó elektromos töltéssel az elektron megszerzése vagy elvesztése miatt.,
  • diffúzió-molekulák mozgása nagy koncentrációjú területről alacsony koncentrációjú területre.

kvíz

1. Melyik szervezetnek nincs mitokondriuma?
A. Human
B. gomba
C. baktériumok
D. páfrány

1. kérdésre adott válasz
C helyes. A baktériumok nem rendelkeznek mitokondriumokkal. Azonban még mindig termelnek energiát, bár hasonló folyamat, amely magában foglalja a chemiosmosist. Úgy gondolják, hogy a mitokondriumok valójában olyan baktériumokból fejlődtek ki, amelyek egykor szabadon éltek; ezt az elméletet endoszimbiotikus elméletnek nevezik.

2., Chemiosmosis, amely magában foglalja, hogy milyen ion része az ATP generálásának folyamatának?
A. Na +
B. H +
C. Cl-
D. H –

2.kérdésre adott válasz
B helyes. A sejtes légzés során a protonok (H+) a proton gradiensét chemiosmosis útján vezetik le. Ez az ATP-szintáz enzimet az adenozin-difoszfát (ADP) foszfátcsoportjához kapcsolja, amely ATP-t képez. A D, H-választás olyan elektronokra utal, amelyek szintén részt vesznek az ATP előállításában, de az elektronszállítási láncon keresztül haladnak, nem kemiozmózison keresztül.

3., Chemiosmosis fordulhat elő, milyen sejt organelle?
A. Mitokondrion
B. Chloroplast
C. Nucleus
D. A és B

a 3. kérdésre adott válasz
d helyes. A Chemiosmosis a mitokondriumokban a sejtes légzés során, a fotoszintézis során pedig a kloroplasztokban fordul elő. Mindkét folyamat ATP-t generál.