teoria chemiosmotica
teoria chemiosmotica
Teoria che spiega in quale forma si conserva l’energia derivante dalle ossidazioni biologiche in modo da essere utilizzabile per la sintesi di ATP. Secondo la teoria chemiosmotica il flusso di equivalenti di riduzione lungo la catena respiratoria fino all’ossigeno e la sintesi di ATP sono processi accoppiati, essendo il gradiente protonico elettrochimico transmembrana (ΔμH+) il fattore che conserva l’energia derivante dalle ossidazioni biologiche. Il transporto degli equivalenti di riduzione lungo la catena respiratoria avviene con simultanea espulsione di protoni, a opera di complessi respiratori, dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrane. Tra lo spazio intermembrane e la matrice si crea una differenza nella concentrazione di protoni (ΔpH) (matrice più alcalina) e nella distribuzione di carica elettrica (ΔΨ) (matrice più negativa): il ΔμH+. Questo gradiente è una forma di energia potenziale che può essere usata per compiere lavoro quando avvenga flusso di protoni e/o di carica verso la matrice. L’ATP sintasi, inserita nella membrana mitocondriale interna, possiede un canale selettivamente permeabile ai protoni che, attraversandolo secondo gradiente, rendono possibile la sintesi di ATP a partire da ADP e fosfato inorganico con simultanea utilizzazione del gradiente protonico. Questo è ripristinato continuamente dall’attività della catena respiratoria. Appare evidente che l’impermeabilità della membrana mitocondriale interna ai protoni e ad altri ioni è un requisito essenziale per l’instaurarsi del ΔμH+. È, inoltre, la disposizione anisotropa delle proteine della catena respiratoria che consente al gradiente di instaurarsi. La localizzazione specifica delle proteine consente la vettorialità della traslocazione protonica: durante il flusso di elettroni lungo la catena respiratoria, i protoni vengono sempre espulsi all’esterno della membrana interna.