¿Por qué dos tipos de fosforilación del nivel de sustrato de fosforilación y la fosforilación oxidativa evolucionó en la naturaleza? ¿Cuál fue la necesidad de desarrollar dos caminos diferentes?

Antes de responder a esto, debemos definir nuestros términos. La fosforilación oxidativa se refiere a la transferencia de electrones de NADH / FADH2 a oxígeno a través de la cadena de transferencia de electrones mitocondrial de tal manera que también produce ATP a partir de ADP y Pi. La definición no incluye un mecanismo por el cual se forma ATP.

Primero se supuso que un tipo de fosforilación de nivel de sustrato era la forma en que funcionaba. Muchos bioquímicos famosos lucharon para encontrar intermedios en oxfos, sin éxito. Eventualmente, se demostró que el modelo quimiiosmótico de Peter Mitchell era correcto. Es el único mecanismo que se enseña hoy, por lo que los estudiantes nunca ven las alternativas.

No he visto una buena explicación de por qué el mecanismo quimiosmótico evolucionó en preferencia a otra cosa. Obviamente funciona bien y es altamente eficiente.

La ventaja de oxphos es que produce mucho más ATP / gramo de combustible que el metabolismo anaeróbico.

La desventaja es que el sistema es extremadamente elaborado. Si un organismo puede generar suficiente ATP por segundo de una manera más simple, esa también es una ventaja evolutiva. La fermentación, como la conversión de glucosa en etanol y CO2 a través de la glucólisis, permite que la levadura crezca rápidamente. Un solo paso de fosforilación a nivel de sustrato (G3P deshidrogenasa) es todo lo que se requiere.