Bioquimica

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

• La mitocondria es consecuencia de la evolución. • Se produjo cuando bacterias aeróbicas adoptaron una residencia simbiótica dentro de una célula huésped anaeróbica primitiva • Posee DNA (mtDNA) • Doble membrana: la membrana externa, rodea a la organela; la interna, presenta invaginaciones (crestas) que proporciona una gran superficie • La membrana externa espermeable a pequeñas moléculas (PM < 5000 Da) e iones. Presencia de canales transmembrana • La membrana interna es impermeable a la mayoría de moléculas e iones (H+, O2-, etc)

• La membrana interna posee transportadores de metabolitos esenciales (ADP, ATP, ácidos carboxílicos, Ca2+, aminoácidos, etc.) La membrana interna aloja a las proteínas pertenecientes a los componentes de la cadena respiratoriay el complejo enzimático responsable de la síntesis de ATP (ATP sintasa)

Fosforilación Oxidativa
 Es una vía metabólica que utiliza la energía liberada por el 

  

catabolismo oxidativo de nutrientes para producir energía química en la forma de ATP (adenosin trifosfato). Aunque las diversas formas de vida utilizan una gran variedad de nutrientes, casi todas realizan lafosforilación oxidativa para producir ATP, la molécula maestra que provee de energía a los organismos vivos para su funcionamiento. Esta ruta es tan ubicua debido a que es una forma altamente eficaz de liberación de energía, en comparación con los procesos alternativos de fermentación, como la glucólisis anaeróbica. Durante la fosforilación oxidativa, los electrones son transferidos en una serie de donadores yreceptores de electrones, organizados de acuerdo a su potencial de oxido-reducción. Estas reacciones liberan energía, la cual es utilizada para producir ATP.

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En las células eucariotas, esta serie de reacciones redox son llevadas a cabo por una serie de complejos proteicos localizados en la membrana interna de las mitocondrias En las células procariotas, estas proteínas seencuentran ubicadas en la cara interna de la membrana plasmática de la célula. Estos grupos relacionados de enzimas son llamados Cadena de Transporte de Electrones.
variedad de donantes y aceptores de electrones.

• En eucariotas, están involucrados cinco complejos de proteínas • En procariotas se presentan muchas enzimas diferentes, utilizando una

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El flujo de electrones a través de lacadena de transporte de electrones, desde donantes de electrones como NADH a aceptores de electrones tales como oxígeno, es un proceso exergónico, libera energía, mientras que la síntesis de ATP es un proceso endergónico, el cual requiere de energía.

Fosforilación oxidativa
Síntesis de ATP acoplada al flujo de electrones

• Cuando se suspenden mitocondrias en una solución
amortiguadora, quecontiene un sustrato oxidable, ADP y Pi, ocurren 3 procesos: (1) se oxida el sustrato (2) se consume O2 (hay respiración) (3) se sintetiza ATP

• Si el dador de electrones es el NADH, las mitocondrias
sintetizan 3 ATP por cada par de electrones pasados al O2

• Si el dador es succinato, se sintetizan 2 ATP • El consumo de O2 y la síntesis de ATP son dependientes de
la presencia de un sustratooxidable y de ADP y Pi

Cadena Transportadora de Electrones
 En la membrana interna de la mitocondria se encuentran

diferentes transportadores de electrones.  Aunque algunos de ellos también transportan protones, la gran mayoría transporta exclusivamente electrones.  Para su estudio se pueden dividir en 2 grupos:
 Las proteínas complejas: flavoproteínas, hemoproteínas o

citocromos,ferro-sulfo-proteínas y cupro-proteínas;  La Ubiquinona o Coenzima Q, un cofactor no unido a proteína.

 Estos componentes no se encuentran aislados en la

membrana, se asocian formando complejos funcionales en los cuales se basa en la actualidad la descripción del funcionamiento de la cadena transportadora de electrones.  Antes de entrar en el estudio de los complejos, se describirán...