Biologia Celular Bioenergia

Producción de energía en mitocondrias y cloroplastos

- La Tierra tiene 4,6 mil millones de años. Fósiles formados hace 3,5 mil millones de años sugieren que entonces ya existían bacterias fotosintéticas que producían oxígeno.
- Las células obtienen la mayor parte de su energía a través de mecanismo de membranas (mitocondria)
- El principal motor energético de la célula es el ATP (adenosíntrifosfato)
- La mayor parte del ATP es producido por un sistema de membranas en la mitocondria (y también en cloroplastos en las células vegetales)
- Un mecanismo similar ocurre en la membrana celular de muchas bacterias, es por esto que la producción de ATP comenzó muy temprano en la historia de la vida.
- Este mecanismo consta de dos fases: Fase 1: Los electrones provenientes de de laoxidación de moléculas alimenticias son transferidos a lo largo de una cadena de transporte de electrones que se encuentran en la membrana, estas transferencias liberan energía que es utilizada para bombear protones (H, derivados del agua de células) a través de la membrana generándose así un gradiente electroquímico de protones. Esta gradiente es una forma de guardar energía, que es aprovechada pararealizar un trabajo útil cuando se permite a los iones fluir a través de la membrana a favor de su gradiente. Fase 2: Los H fluyen a favor de su gradiente electroquímico gracias a un complejo proteico ATP sintasa, el cual cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP (adenosin difosfato) y fosfato inorgánico. La ATP sintasa actúa como una turbina permitiendo la síntesis de ATP.
- Acoplamientoquimiosmótico: Son las reacciones químicas que forman un enlace químico que sintetizan ATP y el proceso de transporte de membrana (flujo de protones). Es la acción central de la respiración aeróbica que produce ATP en las mitocondrias y bacterias aeróbicas.
- El Oxígeno molecular actúa como el aceptor final de electrones, produciendo agua como producto de desecho.
- En el acoplamiento quimiosmótico de lafotosíntesis los electrones necesarios provienen de la luz sobre el pigmento verde clorofila.

Las Mitocondrias y la Fosforilación oxidativa

- Las mitocondrias son el motor de las células y producen la energía necesaria para todos los procesos metabólicos de éstas.
- Las Mitocondrias metabolizan grupos acetil a través del ciclo del ácido cítrico, produciendo como producto desecho CO2 y NADH(Una molécula transportadora activada que transporta electrones de alta energía.
- El NADH cede sus electrones de alta energía a la cadena de transporte de electrones de la membrana mitocondrial y así se oxida a NAD+. Estos electrones pasan rápidamente a lo largo de la cadena hasta el oxígeno molecular formando agua.
- El proceso que supone tanto el consumo de Oxígeno como la síntesis de ATP através de la adición de un grupo fosfato al ADP se denomina Fosforilación Oxidativa.
- La Mitocondrias poseen su propio DNA y RNA, además de un sistema completo de transcripción y traducción, incluyendo ribosomas, lo que le permite sintetizar alguna de sus propias proteínas.
- La Mitocondria cambia constantemente de forma y de posición, es por esto que a veces se sitúan cerca del lugar dondedeben aportar energía.
- En las fibras musculares del corazón por ejemplo las mitocondrias están localizadas cerca del aparato contráctil, mientras que en el espermatozoide están estrechamente enrolladas alrededor del flagelo.
- La Mitocondria esta delimitada por dos membranas especializadas, una envolviendo a la otra, jugando un papel muy importante.
- Estas dos membranas definen doscompartimentos mitocondriales: Un voluminoso espacio llamado matriz y un espacio intermembrana mucho mas estrecho.
- Cada uno de los compartimentos tiene una colección característica de proteínas.
- La membrana mitocondrial externa contiene muchas proteínas de transporte llamadas porinas la cual forma amplios canales acuosos a través de la bicapa lipídica. Esta membrana externa es permeable a todas las...