Chemiosmotisches Modell?
kann jemand das Chemiosmotische Modell der ATP Bildung in der Atmungskette erklären?
1 Antwort
Die Atmungsketten sind Elektronentransportketten, die Elektronen von reduzierten Coenzymen (NADH+H+) aus dem Stoffwechsel aufnehmen und auf Sauerstoff (O2) übertragen.
Die Energie des exergonen Überganges der Elektronen auf den Sauerstoff nutzen die Mitochondrien, indem sie einen Wasserstoffionengradienten über die innere Mitochondrienmembran aufbauen. Indem sie H+-Ionen in den Intermembranraum pumpen.
Im Rückfluss der aufgestauten H+-Ionen in die Mitochondrienmatrix wird an ATP-Synthasekomplexen, die ebenfalls in der inneren Membran untergebracht sind, der Energieträger ATP gebildet.
Das ist das chemiosmotische Modell. ATP ist eine Art energetisches Wechselgeld, das in Zellen universell eingesetzt werden kann, wo Energie benötigt wird.
Vergleichen wir das Modell mal mit einer Talsperre.
Die innere Membran wirkt wie eine Staumauer (für H+ -Ionen). Die ATP-Synthase-komplexe wie molekulare Turbinen. Man könnte die innere Mitochondrienmembran, im übertragenen Sinne, mit einer Staumauer einer Talsperre vergleichen:
Bild: Selbstentwurf
So wie die Turbinen einer echten Staumauer Strom erzeugen, wenn Wasser durch sie hindurchfließt, erzeugen die ATP-Synthasekomplexe der inneren Mitochondrienembran durch sie hindurchströmende H+-Ionen ATP:
https://www.youtube.com/watch?v=PjdPTY1wHdQ
Man hatte damals zunächst nach einem Stoffwechselzwischenprodukt gesucht, welches eine Phosphatgruppe auf ADP übertragen könnte, nach dem Vorbild der bekannten Substratkettenphosphorylierung (aus der Glykolyse). Man fand aber keins.
Daher blieb zunächst unklar, wie die Atmungskette ATP bilden könnte. Bis Peter Mitchell dieses Modell vorschlug. In dem der H+-Gradient (der hohe Wasserstand einer Talsperre) eine Art Energiespeicher ist, mit dem man im Anschluss ATP bilden kann (Talsperre: Elektrizität durch Wasserabfluss erzeugen kann).
Dies erschien den Wissenschaftlern zunächst so abenteuerlich, dass sie es nicht glaubten. Aber Peter Mitchell lag richtig und erhielt für den Vorschlag des chemiosmotischen Modells den Nobelpreis.
https://de.wikipedia.org/wiki/Peter_D._Mitchell
Deswegen landete es als Meilenstein in eurem Unterricht.
Das chemiosmotische Modell ist eine von zwei Möglichkeiten der Zelle ATP zu bilden. Die zweite Möglichkeit ist die oben erwähnte Substratkettenphosphorylierung. Es gibt nur diese beiden Wege ATP zu bilden.
