Fosforilación oxidativa
Páginas: 5 (1053 palabras)
Publicado: 15 de septiembre de 2014
La Fosforilación oxidativa.Es un proceso bioquímico que ocurre en las células. Es el proceso metabólico final (catabolismo) de la respiración celular, tras la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. De una molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas de ATP mediante la fosforilación oxidativa.
Dentro de las células, la fosforilación oxidativa se produce en las membranas biológicas. Enprocariotas es la membrana plasmática y en eucariotas es la membrana interna de las dos de que consta la mitocondrial. El NADH y FADH2, moléculas donadores de electrones que "fueron cargadas" durante el ciclo del ácido cítrico, se utilizan en un mecanismo intrincado (que implica a numerosas enzimas como la NADH-Q reductasa, la citocromo c oxidasa y la citocromo reductasa), gracias a la bomba H+ quemoviliza los protones contra un gradiante de membrana.
Historia
El estudio de la fosforilación oxidativa se inició en 1906 con el informe de Arthur Harden sobre el papel vital del fosfato en la fermentación celular, aunque inicialmente se pensaba que solo los azúcar-fosfato estaban involucrados. Sin embargo, a principios de los años 1940, la relación entre la oxidación de los azúcares y lageneración de ATP fue establecida de forma definitiva por Herman Kalckar,3 confirmando el papel central del ATP en la transferencia de energía, que había sido propuesto por Fritz Albert Lipmann en 1941.Más tarde, en 1949, Friedkin y Morris Albert L. Lehninger demostraron que la coenzima NADH se encuentra relacionada con vías metabólicas tales como el ciclo del ácido cítrico y la síntesis de ATP.Durante otros veinte años, el mecanismo por el cual se generaba el ATP siguió siendo un misterio, con científicos buscando un elusivo "intermediario de alta energía", que enlazara las reacciones de oxidación y fosforilación.6 El misterio fue resuelto por Peter D. Mitchell con la publicación de la teoría quimiosmótica en 1961.7 En un principio la propuesta fue muy controvertida, pero fue aceptadalentamente y finalmente Mitchell recibió el Premio Nobel de Química en 1978 por su teoría. La investigación posterior se centró en la purificación y caracterización de las enzimas involucradas, con importantes contribuciones realizadas por David E. Green sobre los complejos de la cadena de transporte de electrones, así como de Efraim Racker sobre la ATP sintasa. Un paso fundamental hacia la solución delos mecanismos de la ATP sintasa fue proporcionada por Paul D. Boyer, con su desarrollo en 1973 del mecanismo de "cambio de unión", seguido por su radical propuesta de un sistema de catálisis rotacional en 1982.Los trabajos más recientes incluyen estudios estructurales de las enzimas involucradas en la fosforilación oxidativa, llevados a cabo por John E. Walker, habiendo obtenido Walker y Boyerel Premio Nobel en 1997.
Transferencia de energía por quimiosmosis
La fosforilación oxidativa funciona con dos tipos de reacciones que están acopladas, una utiliza reacciones químicas que liberan energía, mientras que la otra utiliza esa energía para llevar a cabo sus reacciones.El flujo de electrones a través de la cadena de transporte de electrones, desde donantes de electrones como NADH aaceptores 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. Tanto la cadena de transporte de electrones como la ATP sintasa, están embebidos en la membrana, y la energía es transferida de la cadena de transporte de electrones a la ATP sintasa por el movimiento de protones a través dela membrana, en un proceso llamado quimiosmosis.En la práctica, se comporta de manera similar a un simple circuito eléctrico, con una corriente de protones siendo transportados desde el lado negativo, lado N de la membrana hacia el lado positivo, lado P, por las enzimas de la cadena de transporte de electrones que bombean protones. Estas enzimas son como una batería, ya que realizan trabajo,...
Dentro de las células, la fosforilación oxidativa se produce en las membranas biológicas. Enprocariotas es la membrana plasmática y en eucariotas es la membrana interna de las dos de que consta la mitocondrial. El NADH y FADH2, moléculas donadores de electrones que "fueron cargadas" durante el ciclo del ácido cítrico, se utilizan en un mecanismo intrincado (que implica a numerosas enzimas como la NADH-Q reductasa, la citocromo c oxidasa y la citocromo reductasa), gracias a la bomba H+ quemoviliza los protones contra un gradiante de membrana.
Historia
El estudio de la fosforilación oxidativa se inició en 1906 con el informe de Arthur Harden sobre el papel vital del fosfato en la fermentación celular, aunque inicialmente se pensaba que solo los azúcar-fosfato estaban involucrados. Sin embargo, a principios de los años 1940, la relación entre la oxidación de los azúcares y lageneración de ATP fue establecida de forma definitiva por Herman Kalckar,3 confirmando el papel central del ATP en la transferencia de energía, que había sido propuesto por Fritz Albert Lipmann en 1941.Más tarde, en 1949, Friedkin y Morris Albert L. Lehninger demostraron que la coenzima NADH se encuentra relacionada con vías metabólicas tales como el ciclo del ácido cítrico y la síntesis de ATP.Durante otros veinte años, el mecanismo por el cual se generaba el ATP siguió siendo un misterio, con científicos buscando un elusivo "intermediario de alta energía", que enlazara las reacciones de oxidación y fosforilación.6 El misterio fue resuelto por Peter D. Mitchell con la publicación de la teoría quimiosmótica en 1961.7 En un principio la propuesta fue muy controvertida, pero fue aceptadalentamente y finalmente Mitchell recibió el Premio Nobel de Química en 1978 por su teoría. La investigación posterior se centró en la purificación y caracterización de las enzimas involucradas, con importantes contribuciones realizadas por David E. Green sobre los complejos de la cadena de transporte de electrones, así como de Efraim Racker sobre la ATP sintasa. Un paso fundamental hacia la solución delos mecanismos de la ATP sintasa fue proporcionada por Paul D. Boyer, con su desarrollo en 1973 del mecanismo de "cambio de unión", seguido por su radical propuesta de un sistema de catálisis rotacional en 1982.Los trabajos más recientes incluyen estudios estructurales de las enzimas involucradas en la fosforilación oxidativa, llevados a cabo por John E. Walker, habiendo obtenido Walker y Boyerel Premio Nobel en 1997.
Transferencia de energía por quimiosmosis
La fosforilación oxidativa funciona con dos tipos de reacciones que están acopladas, una utiliza reacciones químicas que liberan energía, mientras que la otra utiliza esa energía para llevar a cabo sus reacciones.El flujo de electrones a través de la cadena de transporte de electrones, desde donantes de electrones como NADH aaceptores 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. Tanto la cadena de transporte de electrones como la ATP sintasa, están embebidos en la membrana, y la energía es transferida de la cadena de transporte de electrones a la ATP sintasa por el movimiento de protones a través dela membrana, en un proceso llamado quimiosmosis.En la práctica, se comporta de manera similar a un simple circuito eléctrico, con una corriente de protones siendo transportados desde el lado negativo, lado N de la membrana hacia el lado positivo, lado P, por las enzimas de la cadena de transporte de electrones que bombean protones. Estas enzimas son como una batería, ya que realizan trabajo,...
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