El metabolismo energético, que tiene lugar en todas las células de un organismo vivo, se denomina disimilación. Es un conjunto de reacciones de descomposición de compuestos orgánicos, en las que se libera una determinada cantidad de energía.
La disimilación tiene lugar en dos o tres etapas, según el tipo de organismo vivo. Entonces, en los aerobios, el metabolismo energético consta de etapas preparatorias, sin oxígeno y con oxígeno. En los anaerobios (organismos que pueden funcionar en un ambiente anóxico), la disimilación no requiere el último paso.
La etapa final del metabolismo energético en los aerobios termina con la oxidación completa. En este caso, la descomposición de las moléculas de glucosa ocurre con la formación de energía, que en parte se destina a la formación de ATP.
Vale la pena señalar que la síntesis de ATP se produce en el proceso de fosforilación, cuando se añade fosfato inorgánico al ADP. Al mismo tiempo, el ácido trifosfórico de adenosina se sintetiza en las mitocondrias con la participación de la ATP sintasa.
¿Qué reacción ocurre cuando se forma este compuesto energético?
El difosfato de adenosina y el fosfato se combinan para formar ATP y un enlace macroérgico, cuya formación requiere unos 30,6 kJ /mol. El trifosfato de adenosina proporciona energía a las células, ya que una cantidad significativa se libera durante la hidrólisis de precisamente los enlaces macroérgicos del ATP.
La máquina molecular responsable de la síntesis de ATP es una sintasa específica. Está formado por dos partes. Uno de ellos se encuentra en la membrana y es un canal por donde entran los protones a la mitocondria. Esto libera energía, que es capturada por otra parte estructural del ATP llamada F1. Contiene un estator y un rotor. El estator en la membrana está fijo y consiste en una región delta, así como subunidades alfa y beta, que son responsables de la síntesis química de ATP. El rotor contiene subunidades gamma y épsilon. Esta parte gira utilizando la energía de los protones. Esta sintasa asegura la síntesis de ATP si los protones de la membrana externa se dirigen hacia el centro de la mitocondria.
Cabe señalar que las reacciones químicas en la célula se caracterizan por un orden espacial. Los productos de las interacciones químicas de las sustancias se distribuyen asimétricamente (los iones cargados positivamente van en una dirección y las partículas cargadas negativamente van en la otra dirección), creando un potencial electroquímico en la membrana. Consta de un componente químico y uno eléctrico. Debe decirse que es este potencial en la superficie de las mitocondrias el que se convierte en la forma universal de almacenamiento de energía.
Este patrón fue descubierto por el científico inglés P. Mitchell. El sugirióque las sustancias después de la oxidación no parecen moléculas, sino iones cargados positiva y negativamente, que se encuentran en lados opuestos de la membrana mitocondrial. Esta suposición permitió dilucidar la naturaleza de la formación de enlaces macroérgicos entre fosfatos durante la síntesis de trifosfato de adenosina, así como formular la hipótesis quimiosmótica de esta reacción.
