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Cosa mostra il filmato La sintesi di ATP può avvenire in diversi modi: due di questi sono la fosforilazione a livello di substrato (come nella glicolisi e nel ciclo di Krebs ) e la fosforilazione ossidativa, descritta in questo filmato. In condizioni normali, quasi tutta l’ATP prodotta nel processo della respirazione cellulare (circa 34 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio consumata) è sintetizzata per chemiosmosi all’interno dei mitocondri. Grazie alla catena di trasporto degli elettroni, questo processo utilizza l’energia contenuta nelle molecole di NADH e FADH2 per creare una differenza di concentrazione di ioni H+ ai due lati della membrana interna mitocondriale. L’enzima ATP sintetasi, che si trova anch’esso sulla membrana mitocondriale interna, sintetizza ATP sfruttando l’energia resa disponibile dalla presenza del gradiente di concentrazione degli ioni H+. Ecco ora una descrizione più dettagliata della sequenza di eventi mostrata nel filmato. La catena di trasporto degli elettroni è costituita dauna serie di complessi enzimatici (per lo più proteine) che spostano elettroni dalle molecole trasportatrici NADH e FADH2 all’accettore finale, che è l’ossigeno. Il NADH cede i propri elettroni ad alto contenuto energetico al primo complesso della catena. Gli elettroni poi passano da un membro della catena al successivo fino all’ossigeno (rappresentato da sferette azzurre), cedendo gradualmente la propria energia. Al termine della catena di trasporto si forma una molecola d’acqua, dalla combinazione di due elettroni con un atomo di ossigeno e due ioni H+, L’energia ceduta dal flusso di elettroni è utilizzata per pompare ioni idrogeno dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrana, creando un gradiente di concentrazione. Per via della loro carica elettrica positiva, gli ioni H+ si respingono tra loro. Accumulandosi nello spazio intermembrana essi immagazzinano quindi l’energia potenziale elettrostatica che originariamente apparteneva ai legami chimici delle molecole di glucosio. Secondo l'ipotesi chemiosmotica, al gradiente elettrochimico degli ioni H+ è accoppiato il processo di sintesi di ATP. Gli ioni idrogeno, infatti, cedono la loro energia quando rientrano nella matrice, diffondendo attraverso uno speciale complesso proteico che si trova nella membrana del mitocondrio: questo è l’enzima ATP sintetasi, che usa l’energia degli ioni H+ per formare ATP. |