Bioenergetica Mitocondrial
Páginas: 9 (2039 palabras)
Publicado: 1 de septiembre de 2014
BIOENERGETICA MITOCONDRIAL
HIPOTESIS QUIMIOSMOTICA Y POTENCIAL ELECTROQUIMICO DE PROTON
La teoría sugiere esencialmente que la mayor parte de la síntesis de ATP en la respiración celular, viene de un gradiente electroquímico existente entre la membrana interna y el espacio intermembrana de la mitocondria, mediante el uso de la energía de NADH y FADH2 que se han formado por la ruptura demoléculas ricas en energía, como la glucosa.
quimiosmosis en una mitocondria
Las moléculas como la glucosa, son metabolizadas para producir Acetil-CoA como un intermediario rico en energía. La oxidación de Acetil-CoA en la matriz mitocondrial está acoplada a la reducción de una molécula transportadora como NAD+ y FAD.2
Los transportadores traspasan electrones a la cadena transportadorade electrones en la membrana mitocondrial interna, que luego los traspasan a otras proteínas en la cadena transportadora. La energía disponible en los electrones se usa para bombear protones desde la matriz, a través de la membrana mitocondrial interna, guardando energía en forma de un gradiente electroquímico transmembrana. Los protones se devuelven a través de la membrana interna, mediante laenzima ATP-sintasa. El flujo de protones de vuelta a la matriz mitocondrial mediante la ATP-sintasa, provee de suficiente energía para que el ADP se combine con Fósforo inorgánico para formar ATP. Los electrones y protones en la última bomba proteica de la cadena transportadora son llevados al Oxígeno (O2) para formar Agua (H2O).
El acoplamiento quimiosmótico es importante en la producción deATP en el cloroplasto y muchos tipos de bacteria.
La fuerza Protón-Motriz
En la mayoría de los casos, la FPM es generada por una cadena transportadora de electrones, que actúa como una bomba de electrones tanto como una de protones, bombeando electrones en direcciones opuestas, creando una separación de carga. En la mitocondria, la liberación de energía libre desde la cadena transportadora deelectrones, es utilizada para mover protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana de la mitocondria. Mover los protones a las partes externas crea una concentraciones levemente alta de partículas cargadas positivamente, dando por resultado un lado más positivo y un lado más negativo (El gradiente eléctrico generado es de aproximadamente -200 mV (matriz negativa) )
Éstadiferencia de carga da como resultado un gradiente electroquímico. Éste gradiente se compone tanto del gradiente de pH y del gradiente eléctrico. El gradiente de pH corresponde a la diferencia en la concentración del ión H+. Juntos, el gradiente electroquímico de protones corresponde tanto a la concentración como a la diferencia de carga que se pueda generar, se denomina Fuerza Protón-Motriz (FPM).
Enla mitocondria, la FPM se crea mayoritariamente por el componente eléctrico, mientras que en los cloroplastos, la FPM es prácticamente creada por el gradiente de pH. En cualquiera de los casos, la FPM necesita ser de 50 kJ/mol aproximadamente para que la ATP-sintasa sea capaz de producir ATP.
INHIBIDORES Y DESACOPLANTES
La energía química útil para la realización de las actividadescelulares esta asociada al metabolismo del ATP, se
desprende de su hidrólisis y se genera a partir del metabolismo oxidativo (NADH) para la refosforilación del ADP hasta ATP.
Los efectos de los xenobióticos sobre estos procesos mitocondriales (T. E. y F. O.) se pueden comparar con los
manifestados por otros agentes ya estudiados, clasificados en inhibidores o desacoplantes. En general losXBs se comportan
produciendo interferencias en la membrana interna mitocondrial, interrumpiendo el paso de los e-, el gradiente de H+ o la
actuación de la ATP-sintasa.
En un sentido muy amplio, los compuestos químicos que interfieren con la síntesis de ATP mitocondrial se pueden asociar
en cuatro grupos, según se recoge en el siguiente esquema:
I.- Inhibidores del...
HIPOTESIS QUIMIOSMOTICA Y POTENCIAL ELECTROQUIMICO DE PROTON
La teoría sugiere esencialmente que la mayor parte de la síntesis de ATP en la respiración celular, viene de un gradiente electroquímico existente entre la membrana interna y el espacio intermembrana de la mitocondria, mediante el uso de la energía de NADH y FADH2 que se han formado por la ruptura demoléculas ricas en energía, como la glucosa.
quimiosmosis en una mitocondria
Las moléculas como la glucosa, son metabolizadas para producir Acetil-CoA como un intermediario rico en energía. La oxidación de Acetil-CoA en la matriz mitocondrial está acoplada a la reducción de una molécula transportadora como NAD+ y FAD.2
Los transportadores traspasan electrones a la cadena transportadorade electrones en la membrana mitocondrial interna, que luego los traspasan a otras proteínas en la cadena transportadora. La energía disponible en los electrones se usa para bombear protones desde la matriz, a través de la membrana mitocondrial interna, guardando energía en forma de un gradiente electroquímico transmembrana. Los protones se devuelven a través de la membrana interna, mediante laenzima ATP-sintasa. El flujo de protones de vuelta a la matriz mitocondrial mediante la ATP-sintasa, provee de suficiente energía para que el ADP se combine con Fósforo inorgánico para formar ATP. Los electrones y protones en la última bomba proteica de la cadena transportadora son llevados al Oxígeno (O2) para formar Agua (H2O).
El acoplamiento quimiosmótico es importante en la producción deATP en el cloroplasto y muchos tipos de bacteria.
La fuerza Protón-Motriz
En la mayoría de los casos, la FPM es generada por una cadena transportadora de electrones, que actúa como una bomba de electrones tanto como una de protones, bombeando electrones en direcciones opuestas, creando una separación de carga. En la mitocondria, la liberación de energía libre desde la cadena transportadora deelectrones, es utilizada para mover protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana de la mitocondria. Mover los protones a las partes externas crea una concentraciones levemente alta de partículas cargadas positivamente, dando por resultado un lado más positivo y un lado más negativo (El gradiente eléctrico generado es de aproximadamente -200 mV (matriz negativa) )
Éstadiferencia de carga da como resultado un gradiente electroquímico. Éste gradiente se compone tanto del gradiente de pH y del gradiente eléctrico. El gradiente de pH corresponde a la diferencia en la concentración del ión H+. Juntos, el gradiente electroquímico de protones corresponde tanto a la concentración como a la diferencia de carga que se pueda generar, se denomina Fuerza Protón-Motriz (FPM).
Enla mitocondria, la FPM se crea mayoritariamente por el componente eléctrico, mientras que en los cloroplastos, la FPM es prácticamente creada por el gradiente de pH. En cualquiera de los casos, la FPM necesita ser de 50 kJ/mol aproximadamente para que la ATP-sintasa sea capaz de producir ATP.
INHIBIDORES Y DESACOPLANTES
La energía química útil para la realización de las actividadescelulares esta asociada al metabolismo del ATP, se
desprende de su hidrólisis y se genera a partir del metabolismo oxidativo (NADH) para la refosforilación del ADP hasta ATP.
Los efectos de los xenobióticos sobre estos procesos mitocondriales (T. E. y F. O.) se pueden comparar con los
manifestados por otros agentes ya estudiados, clasificados en inhibidores o desacoplantes. En general losXBs se comportan
produciendo interferencias en la membrana interna mitocondrial, interrumpiendo el paso de los e-, el gradiente de H+ o la
actuación de la ATP-sintasa.
En un sentido muy amplio, los compuestos químicos que interfieren con la síntesis de ATP mitocondrial se pueden asociar
en cuatro grupos, según se recoge en el siguiente esquema:
I.- Inhibidores del...
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