Figura arată pasul în care se produce efectiv ATP-ul: chemiosmoza. Desenul este o bucățică de membrană mitocondrială, văzută dintr-o parte, cu matricea mitocondrială deasupra și spațiul intermembranar dedesubt. Sub desen se află legenda simbolurilor: cerc violet pentru transportorul de electroni, cerc galben cu plus pentru proton, două puncte pentru perechea de electroni și un cerc galben cu plus însoțit de două puncte pentru molecula de apă. Literele de la (a) la (e) marchează etapele procesului, în ordine, iar (f) marchează un proton alăturat unei perechi de electroni, adică simbolul moleculei de apă din legendă.

Etapele, în ordinea literelor

1. (a) Coenzimele care transportă electroni, rezultate din ciclul Krebs, inițiază procesul. În desen, săgeata „Din ciclul Krebs” aduce, în stânga sus, o pereche de electroni pe un transportor.
2. (b) Electronii sunt eliberați din coenzime și trec printr-o serie de citocromi, cercurile înșiruite în grosimea membranei.
3. (c) Energia este folosită pentru pomparea protonilor prin membrana mitocondrială, din matrice în compartimentul extern, adică în spațiul intermembranar, iar protonii se adună în acest compartiment. Săgețile subțiri care coboară prin membrană spre spațiul intermembranar sunt tocmai protonii pompați.
4. (d) Instantaneu, ei traversează înapoi membrana, în matrice. Aceasta este săgeata groasă „Protoni care reintră”, care urcă spre canalul ce străbate ATP-sintetaza.
5. (e) În acest pasaj, energia fluxului de protoni este folosită pentru sinteza moleculelor de ATP, din ADP și fosfat (ADP + P), așa cum arată săgeata care se întoarce spre eticheta ATP, deasupra membranei, în matrice.

Structurile din desen

Membrana mitocondrială este banda curbată care traversează imaginea și desparte cele două compartimente. În grosimea ei sunt înfipți citocromii, pe unde trec electronii, și ATP-sintetaza, străbătută de un canal. Protonii adunați în spațiul intermembranar se întorc în matrice numai prin acest canal, iar enzima folosește energia lor pentru a genera ATP, utilizând ca substrat ADP și ioni fosfat. Chemiosmoza are loc la nivelul cristelor mitocondriale, iar denumirea vine de la faptul că procesul implică o mișcare a unor compuși chimici (protoni) printr-o membrană semipermeabilă.

Cât ATP se obține

Energia produsă în timpul respirației celulare prin chemiosmoză este substanțială. Dintr-o singură moleculă de glucoză se pot produce în total 34 de molecule de ATP pe această cale. Adăugând cele două molecule de ATP care rezultă din ciclul Krebs și cele două produse prin glicoliză, se formează în total 38 de molecule de ATP. Ele nu pot fi depozitate pentru o perioadă lungă de timp, iar respirația celulară trebuie să continue pentru a regenera moleculele de ATP pe măsură ce sunt folosite. Electronii care intră aici în membrană vin din lanțul transportor de electroni (Figura 19.6).