OXIDACIONES BIOLOGICAS



BIOQUÍMICA - OXIDACIONES BIOLÓGICAS

Son reacciones con dos funciones: Oxidar moléculas para transformarlas en otros compuestos (por ejemplo, aminoácidos a neurotransmisores), y producir energía para impulsar reacciones desfavorables termodinámicamente (síntesis proteica, contracción muscular, etc.). La energía que se genera se almacena en los enlaces de alta energía del ATP. El proceso porel cual se forma ATP a partir de ADP + Pi se denomina fosforilación oxidativa (FO).
La respiración celular es el proceso de oxidación total de los nutrientes a CO2 y H2O. El O2 actúa como aceptor final de los electrones que provienen de estas oxidaciones, necesarias para la FO.
Todas las oxidaciones deben acompañarse de una reducción. En el organismo los compuestos que se reducen son lasenzimas de oxidorreducción, principalmente NAD+ y FAD. Ellas actúan como aceptores de electrones y protones. Para permitir la oxidación de nutrientes y formación de ATP, es necesaria la disponibilidad continua de estas coenzimas en su forma oxidada, capaces de reducirse. Por lo tanto, la reducción de coenzimas está acompañada y balanceada por la simultánea generación de las formas oxidadas de lasmismas.
El papel del O2 es ser el aceptor final de electrones provenientes de las coenzimas reducidas cuando éstas se reoxidan. La transferencia de electrones del NADH y FADH2 al O2 es un proceso muy exergónico: la reoxidación genera la mayor parte del ATP (32 de los 36 ATP que se obtienen a partir de una glucosa). La transferencia de electrones de las coenzimas al O2 se denomina cadena respiratoria,y está mediada por moléculas transportadoras de electrones.
Los procesos descriptos constituyen el metabolismo respiratorio, que se puede ver como dos procesos distintos pero muy relacionados. El metabolismo oxidativo (oxidación de nutrientes y reducción de coenzimas), y la reoxidación (oxidación de coenzimas y reducción de O2, generando energía). La respiración celular tiene 4 etapas.
1. Víaglucolítica (para la glucosa) o Beta-oxidación (para los ácidos grasos).
2. Ciclo de Krebs (CTC): Donde se oxida totalmente el Acetil CoA.
3. Cadena de transporte de electrones: Donde se reoxidan las coenzimas de oxidorreducción a expensas del O2.
4. Fosforilación oxidativa: ADP + Pi --> ATP, por el gradiente de protones que se genera en el transporte de electrones.

MITOCONDRIA
En ella serealiza el metabolismo respiratorio. Contiene la PDH, las enzimas del CTC, y enzimas de oxidación de ácidos grasos, y de oxidorreducción, transporte de electrones, y FO.
La mitocondria está formada por dos membranas concéntricas con distintas propiedades y funciones.
- Membrana mitocondrial externa (MME): Contacta con el citoplasma. Es permeable a pequeñas moléculas e iones. Su permeabilidad ladetermina la proteína porina. También posee enzimas relacionadas con el metabolismo lipídico.
- Membrana mitocondrial interna (MMI): Delimita la matriz mitocondrial. Presenta pliegues, llamados crestas. Tiene gran cantidad de proteínas, y es impermeable a moléculas polares e iones. Sólo el agua, CO2 y O2 la atraviesan libremente. Las otras moléculas lo hacen por transportadores específicos. En la MMIestán los componentes de la cadena de transporte (complejos I-IV), y de la síntesis de ATP (complejo V).
- Espacio intermembrana: Tiene enzimas que usan la salida de ATP a la matriz para fosforilar otros nucleótidos.
- Matriz: Tiene muchas enzimas, incluyendo las de la oxidación del piruvato y ácidos grasos, y las del CTC. También contiene el ADN mitocondrial y su maquinaria de transcripción.CADENA RESPIRATORIA
El O2 es una molécula muy estable. Para que las células lo consuman a una velocidad compatible con la vida, se requieren enzimas que lo activen. Una vez añadido un electrón al O2, formando el radical aniónico superóxido (O2-), resulta fácil a los electrones unirse a él.
En la MMI hay 4 complejos enzimáticos, llamados I, II, III y IV, pertenecientes a la cadena de transporte...