കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ: കെമിയോസ്മോസിസ് ആൻഡ് ബയോഎനർജെറ്റിക്സ്
ഊർജ്ജം സ്വതന്ത്രമാകുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ പ്രവർത്തിക്കുകയും അത് ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലേയ്ക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഊർജ്ജം സ്വതന്ത്രമാകുന്ന രാസപ്രവർത്തനവും ഊർജ്ജം ആവശ്യമായ രാസപ്രവർത്തനവും തമ്മിൽ കൂടിച്ചേരുകയും ചെയ്യുന്നു. രണ്ടു രാസപ്രവർത്തനങ്ങളും ഒന്നിനോടൊന്നു ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതായി മനസ്സിലാക്കാം. അതായത് എൻഎഡിഎച്ച് പോലുള്ള ഇലക്ട്രോൺ ദാതാക്കളിൽ നിന്നും ഓക്സിജൻ പോലെയുള്ള ഇലക്ട്രോണൻ സ്വീകർത്താക്കളിലൂടെ എക്സെർഗോണിക് പ്രക്രിയയിലൂടെ ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ചെയിൻ വഴി ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹമുണ്ടാകുന്നു. അതു ഊർജ്ജം പുറത്തേയ്ക്കു വിടുന്നു. എന്നാൽ എ.ടി.പി സിന്തസിസ് ഒരു എൻഡർഗോണിക് പ്രക്രിയയാണ്. ഇതിന് ഊർജ്ജം നൽകേണ്ടതുണ്ട്. ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ശൃംഖലയും എ.ടി.പി സിന്തേസും ഒരു സ്തരത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ചെയിനിൽ നിന്ന് എ.ടി.പി സിന്തേസിലേക്ക് കോശസ്തരങ്ങളിലുടനീളം പ്രോട്ടോണുകളുടെ ചലനങ്ങൾ വഴി ഊർജ്ജം കൈമാറുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ കെമിയോസ്മോസിസ് എന്നു വിളിക്കുന്നു.

പ്രായോഗികമായി, ഇത് ഒരു ലളിതമായ വൈദ്യുത വലയം പോലെയാണ്. ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ചെയിന്റെ പ്രോട്ടോൺ-പമ്പിങ് എൻസൈമുകൾ മുഖേന നെഗറ്റീവ് N-സൈഡിലെ കോശസ്തരങ്ങളിൽ നിന്നും പോസിറ്റീവ് പി-സൈഡിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഈ എൻസൈമുകൾ ഒരു ബാറ്ററി പോലെയാണ്. സർക്യൂട്ട് വഴി വൈദ്യൂതി കടത്തിവിടുന്നതിലേയ്ക്കായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പ്രോട്ടോണുകളുടെ ചലനം ഒരു കോശസ്തരങ്ങളിലൂടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗ്രേഡിയന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇത് പ്രോട്ടോൺ-പ്രേരണ ശക്തി എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഇതിന് രണ്ട് ഘടകങ്ങളുണ്ട്: N-സൈഡ് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജാകുമ്പോൾ പ്രോട്ടോൺ കോൺസെട്രേഷനിലും (H + ഗ്രേഡിയൻറ്, Δഎച്ച്) ഇലക്ട്രിക് പൊട്ടൻഷ്യലിലും വ്യത്യാസവും ഉണ്ടാകുന്നു.

സർക്യൂട്ട് പൂർത്തിയാക്കുന്നതോടെ എ.ടി.പി സിന്തേസ് സംഭരണ ഊർജ്ജത്തെ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നതോടെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ പ്രവാഹം സുഗമമാകുകയും ഇലക്ട്രൊകെമിക്കൽ ഗ്രേഡിയൻറ് താഴുകയും കോശസ്തരങ്ങളിലെ N-സൈഡിലേയ്ക്ക് മടങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു.ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗ്രേഡിയന്റ് എൻസൈം ഘടനയുടെ ഭാഗത്തിന്റെ ഭ്രമണം ചെയ്യുകയും ഈ ചലനങ്ങൾ എ.ടി.പിയുടെ നിർമ്മാണത്തിലേയ്ക്ക് സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രോട്ടോൺ-പ്രേരണ ശക്തിയുടെ രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ താപഗതികമായി തുല്യമാണ്: മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിൽ, ഊർജ്ജത്തിന്റെ വലിയ ഭാഗം പൊട്ടൻഷ്യലിന് വഴിതെളിക്കുന്നു. ആൽക്കലിഫൈൽ ബാക്ടീരിയയിൽ വൈദ്യുതോർജ്ജം വിപരീത ദിശയിൽ പി.എച്ച് വ്യത്യാസത്തിന് കാരണമായിതീരുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രൊപ്പിയോണിയേനിയം മോഡേസ്റ്റം എന്ന ഫ്യൂസോബാക്ടീരിയത്തിനെ എടുക്കുകയാണെങ്കിൽ അത് ഉപയൂണീറ്റുകളുടെ എ.ടി.പി സിന്തേസിലെ F മോട്ടോറിൻറെ ഒരു കൗണ്ടർ-റൊട്ടേഷൻ a, c എന്നിവയിലേയ്ക്കു നയിക്കുന്നു.

ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻറെ അളവ് അനെയ്റോബിക് ഫെർമെൻറേഷൻ വഴി പുറത്തുവിടുന്നതിനേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്നതാണ്. ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് വഴി 2 ATP തന്മാത്രകൾ മാത്രമേ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ. എന്നാൽ 30-നും 36-നും ഇടയ്ക്കുള്ള ATP- കൾ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനു കാരണമായിതീരുകയും അതിലെ 10 NADH ഉം 2 തന്മാത്രകളും ഗ്ലൂക്കോസിൻറെ ഒരു തന്മാത്രയെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും ജലവും ആക്കി മാറ്റുന്നു. ഒരു ഫാറ്റി ആസിഡിന്റെ ഓരോ ബീറ്റാ ഓക്സിഡേഷൻ ചക്രത്തിലും 14 ATP ലഭിക്കുന്നു. സൈദ്ധാന്തികപരമായി ഈ ATP പരമാവധി ലഭിക്കുന്ന സംഖ്യയാണ്. പ്രായോഗികമായി, ഏതാനും പ്രോട്ടോണുകൾ കോശസ്തരങ്ങളുടെ പുറത്തേയ്ക്ക് ചോർന്നുപോകുകയും ATP ലഭിക്കുന്നത് കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഓർഗനൈസേഷൻ ഓഫ് കോംപ്ലെക്സെസ്
കെമിയോസ്മോസിസ്
ATP സിന്തേസ് (സംയുക്തം V)
ചരിത്രം