[BIO] Synthese van ATP?
 

In mijn bio boek gaat het over de oxidatieve fosforylering, en dan dus het gecontroleerd energie vrij laten komen uit energierijke elektronen dmv verschillende elektronenacceptoren, en dan staat er het volgende:

"Telkens komt een beejte energie vrij dat wordt benut om ionen actief door het binnenste membraan van het mitochondrium te transporteren. Het concentratieverschil dat hierdoor aan weerszijden van dit membraan ontstaat, wordt als energiebron benut voor de synthese van ATP"

Kan iemand dit proces voor mij verduidelijken?

het energietransport over die transporteiwitten gaat van een lage potentiaal naar een hoge potentiaal: dat betekent dat er energie vrijkomt als de elektronen worden afgestaan en door de transportketen gaan.

--> de energie die vrijkomt wordt gebruikt om H+-ionen over het binnenmembraan van het mitochondrium te transporteren.

Vervolgens kan het ATP synthase deze protonengrafdient over het binnenmembraangebruiken om ATP te vormen (dat energie kost). Hierbij diffunderen de H+-ionen volgens hun concentratiegradient terug het mitochondrium in, waar energie bij vrijkomt (om ATP van te maken)

Okey. Vertel me als ik het te technisch uitleg.

Mitochondrien hebben een binnen en een buiten membraan, met daartussen de 'matrix' (een oplossing van stoffen). Het binneste membraan is bijna niet permeabel, behalve voor ATP, ADP en een paar andere stoffen. In het membraan zitten complexe enzymen met verschillende transport functies over het memberaan (ze zijn te vergelijken met een draaideur).

Een van die enzym-complexen (ATP synthase complex) is in staat om, als er H+ door stroomt, ADP + Pi te veranderen in ATP. Het complex transporteerd alleen passief H+ van binnen de binneste membraan naar buiten.

Om te zorgen dat er H+ door het complex kan stromen moet er een gradient zijn van H+ ionen over het membraan heen. Om dat te creeren wordt in de matrix NADH gevormd met behulp van pyruvaat (dat veranderd in CoA). Dit NADH lijkt een beetje op ATP, omdat NADH net als ATP een lagere energiestaat kent in de vorm van NAD+ (voor ATP is dit ADP).

NADH heeft als leuke eigenschap dat het zich kan binden aan enzym complexen en deze vervolgens actief transport kan laten genereren (hierbij wordt NADH veranderd in NAD). In het binneste membraan van mitochondrien zitten enzym complexen die in staat zijn met behulp van NADH actief H+ ionen van de matrix over het membraan te transporteren.

Hiermee wordt dus de gradient in stand gehouden en vervolgens kunnen de H+ ionen door de ATP synthase gebruikt worden door de synthese van ATP uit ADP.

Ik begrijp het tot op zekere hoogte, maar tot ik verder kan met het geheel begrijpen moet ik eerst weten wat wordt bedoeld met een 'gradient', want daar kan ik me niets bij voorstellen.

Moet je je voorstellen dat je een heuvel hebt. En van verschillende punten op die heuvel meet je hoe hoog het is.

Stel dan nu voor dat je op een hoger punt een balletje neerlegt, dan heeft het de neiging om naar beneden te rollen. Celmembramen zijn een soort hek voor al die balletjes en de enzymcomplexen de poorten in die hekken.

Zo gaat het met gradienten ook, hoe meer ionen je aan de ene kant van een membraan hebt, hoe grager ze naar de andere kant willen.

En ditzelfde systeem wordt min of meer tevens gebruikt bij de aangeslagen elektronen tijdens de lichtreactie van de fotosynthese toch?

Want ook daar heb ik nog een vraag over, mijn boek schrijft op een dergelijke manier dat het lijkt alsof een aangeslagen elektron (in een chloroplast) twee keuzes heeft wat hij gaat doen. Óf fotosysteem 2, of fotosysteem 1. Maar als ik mijn binas bestudeer lijkt het (in iedergeval bij de niet-cyclische reactie) juist een samenwerking te zijn tussen fotosysteem I en fotosysteem II, waarbij fotosysteem II zorgt voor synthese van NADH, en fotosysteem I voor H+ door het membraan heen, waardoor op eenzelfde manier ATP gevormd kan worden.

Of zie ik dit niet correct?

Ik heb het even nagekeken hier. Volgens mijn boek "Biochemistry" (Jeremy M. Berg, 2002) werkt het zo:

Licht komt binnen in zowel Photsystem I als II (PSI en PSII). Ze nemen ieder net iets andere straling op (700nm tegen 680nm). Daar wordt vervolgens het electron aangeslagen. Bij dit proces in PSII wordt zuurstof uit water gevormd, en H+ door het PSII naar binnen getransporteerd. Bovendien wordt er een stof plastoquinol gevormd (QH2 voorlopig).

Deze stof gaat door naar het cytochrome bf (ook een copmlex eiwit), waar QH2 terug wordt gevormd naar Q en bovendien H+ naar binnen wordt getransporteerd. Bij deze reactie wordt Plastocyanine (Pc) gevormd dat vervolgens doorgaat naar het PSI.

<SNIP Ik schrijf dit later even af, ik moet weg :P>