Cadena Tranportadora D Elecrones

La cadena respiratoria constituyela última etapa de la oxidación de los principales
nutrientes. Es la etapa en la que se conserva, en forma de ATP, la mayor parte de la
energíacontenida en aquéllos y donde el oxígeno -actuandocomo aceptor final de los
electrones aportados por los sustratos de la cadena respiratoria- se transforma en agua.
Para comprender mejor este proceso podemos separarloen 2: el proceso exergónico
del transporte electrónico desde los sustratos hasta el oxígeno, y el proceso endergónico
de síntesis del ATPacoplado a este transporte. Dicho acoplaniiento energético ocurre,
como ya conocemos, en la membrana interna de la mitocondria. En este capítulo
vamos a estudiar el primer proceso.
La cadena transportadora de electrones está formada por determinadoscomponentes
que intervienen en una serie de reaccionesde oxidación-reducción, y se produce
deformasecuencial. Los electrones aportados por los sustratos de este proceso van
pasando de transportador en transportador hasta llegar al oxígeno, mediante un proceso
paulatino con liberación de energía,lo que posibilita la conservación de una parte
importante de ésta, la cual es utilizada en el proceso que severá posteriormente,
denominado fosforilación oxidativa.
En la gran mayoría de los casos, el sustrato de este proceso es el cofactor reducido
NADH, formado en el ciclo de Krehs, el que va a ser oxidado en esta cadena de
transporte electrónico. Una vez oxidado, el NAD* podrá seguir participando en el ciclo
del ácido cítrico y en otros procesos.
Algunos de los componentes de la cadena deltransporte electrónico aceptan y
transfieren hidrógenos, otros, sólo electrones. En algunas de estas reacciones se libera
gran cantidad de energía,en otras muy poca. La cantidad de energía quese libera en
una reacción redox puedecalcularse. El orden en el que se transportan los electrones
por los componentes de la cadena siempre es el mismo y depende de las características
de cada uno de ellos.Esto será tratado en el presente capítulo.
Reacciones de oxidación y reducción
Unsistema redox está formado por 2 compuestos capacesde reaccionar entre sí y
llevar a cabo una reacción de oxidación-reducción:
Uno de ellos, el X-, se oxida al perder electrones y cedérselos al Y. Por esto, al
primer compuesto se le denomina agente reductor. El otro se reduce al ganar electrones
y tomarlos delprimero, razón por la cual se le denomina agente oxidante Y. Otros
ejeniplos de reacciones redox se pueden ver a continuación:
En una reacción de oxidacibii-rcduccibn se denomina par redox a la pareja formada
por una sustancia en su estado oxidado, y esa misma sustancia en su estado reducido.
Por ejemplo, para el hierro sería el I:e" y el Fe"; y para el cobre, Cu2*/Cu'. En las
últiniasreacciones niostradas se ol)serva como el hierro cede electrones al cobre, y el
compuesto AH, le cede hidrbgeno al compuesto 1%. En biología la reducción se acompaña,
frecuentemente, de captura de hidrbgeno o cesión de oxígeno, y la oxidación, de
cesión de hidrógeno o captura de oxígeno.
En las reacciones planteadas con anterioridad se ha establecido que X cede sus
electrones a Y, así como el hierrose los cede al cobre. Ahora bien, en el caso de 2
sustancias desconocidas capaces de oxidarse y reducirse, se tiene la forma de saber
cuál cederá o captiirá electrones a ~mna yor facilidad. Esto puede llegar a determinarse
si se conoce el potencial de reducción de rada par redox.
El potencial de reducción expresa la capacidad de un compuesto de oxidarse (o
reducirse), y se debe acaracterísticas propias de su estructura Esta capacidad de ceder
o captar electrones se cuantifica con un voltímetro (en volts). El voltímetro mide la
fuerza electromotriz que se genera entre 2 semipilas. En una deellas se coloca el par
redox al que se le quiere medir su potencial de reducción, y la otra semipila estará
formada por un electrodo de referencia, el electrodo normal de hidrógeno.
Este...