cadena transportadora de electrones


Es de gran importancia que tengamos conocimientos de cómo funciona nuestro organismo, lo complejo, pero a la vez lo maravilloso de su funcionamiento para que como resultado nuestro cuerpo tenga energía para poder realizar las diversas actividades que como individuos desempeñamos para poder gozar de completa salud y bienestar.
En este trabajo de la materia de BIOQUÍMICA nos enfocaremos alestudio de la “tercera fase de la respiración celular”; la cual consiste en producir energía a través del trasporte de electrones (e-), y fosforilación oxidativa.
Entonces analicemos, luego que la glucosa u otros intermediarios metabólicos pasan a través de Glicolisis y el Ciclo del Krebs, tenemos que la ganancia neta de la Glicólisis es de 2 ATP, y en el ciclo de Krebs sólo obtenemos 1 ATP deganancia. Recordemos la ecuación de oxidación total de glucosa por combustión:
, ΔGº= 2840 kJ/mol
Y recordando además que un ATP entrega aproximadamente 30 kJ/mol, hemos recuperado 90 kJ/mol de un potencial energético sobre 2800 kJ/mol.



Si analizamos brevemente la ecuación de combustión, será evidente que la ecuación nos indica que los electrones pasaron directamente a O2 reduciéndoloa H2O, pero esta reacción no ocurre en forma tan directa en la naturaleza y los 12 pares de electrones que se liberaron en la oxidación de la glucosa no se transfieren directamente al oxígeno, sino que se transfieren a las coenzimas NAD+ y FAD para formar NADH y FADH2 respectivamente. De ésta manera:



Reducen
Enzimas
NAD+
Gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenada
Complejo de la Piruvatodeshidrogenasa
Isocitrato deshidrogenasa
α-cetoglutarato deshidrogenasa
Malato deshidrogenasa
FAD
Succinato deshidrogenasa


Luego de la Glicólisis y del ciclo de Krebs, los electrones pasan a la cadena transportadora de electrones, un sistema de transportadores de electrones ubicado en la membrana interna mitocondrial, que actúan secuencialmente. La cadena de transportadores puede serdescrita como un gran proceso de 3 eventos, que son:
1. Transferencia de los electrones del NADH y FADH2 a otras sustancias, donde finalmente se re oxidan a NAD+ y FAD para seguir participando en más reacciones redox.
2. Los electrones transferidos participarán en la oxidación-reducción secuencial de +10 centros redox en 4 complejos enzimáticos, antes de reducir el O2 a H2O.
3. Durante latransferencia de los electrones, los H+ liberados por las coenzimas, serán expulsados de la matriz mitocondrial al espacio intermembrana, y creando una gradiente entre ambas.
4. Finalmente, la ΔG de ésa gradiente electroquímica conducirá la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi a través de la fosforilación oxidativa.




Es el sitio del metabolismo oxidativo eucariótico.Estructura
Características
Membrana Externa
Permeable a moléculas pequeñas e iones. Posee canales de porina.
Membrana Interna
Impermeable a la mayoría de moléculas pequeñas e iones, incluso H+ (permeable a O2, CO2 y H2O).
Tiene:
Cadena de transporte de electrones
ADP-ATP translocasa
ATP-sintasa
otros transportadores
Matriz mitocondrial
Tiene:
Complejo de la Piruvato deshidrogenasa
Enzimasdel Ciclo de Krebs
Enzimas de la β-oxidación
Enzimas de oxidación de Aminoácidos
ADN, ribosomas
otras enzimas
ATP, ADP, Pi, Mg2+, Ca2+, K+
otros intermediarios metabólicos solubles








Puesto que la membrana interna es prácticamente impermeable a cualquier metabolito, se genera una gradiente iónica (fuerza protón-motriz) que resulta en la compartimentalización de funcionesmetabólicas entre el citosol y la mitocondria, por tanto, se requieren sistemas que permitan ingresar metabolitos hacia la matriz. Existen 4 formas de hacerlo, 2 formas mediante enzimas y las 2 restantes como sistemas más complejos denominados "shuttle" o lanzaderas.
1. ADP-ATP translocasa
2. Fosfato translocasa
3. Shuttle malato-aspartato: Es el shuttle más activo en las mitocondrias del hígado,...