practica mitocondria

UNIDAD EXPERIMENTAL III
RESPIRACIÓN EN MITOCONDRIA AISLADA DE GERMINADOS DE FRIJOL
MUNGO

INTRODUCCIÓN
Los procesos fundamentales utilizados por los seres vivos para producir energía
son la glucólisis, la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación. Estos procesos
requieren de sistemas multienzimáticos coordinados eficientemente que en las
células eucariontes se localizan dentro deorganelos especializados. En las
mitocondrias ocurre la fosforilación oxidativa y en los cloroplastos es donde
ocurre la fotofosforilación (Alberts B, 2010).
El proceso de transducción de energía se lleva a cabo en las membranas de las
mitocondrias, de manera que la energía producida durante el transporte de
electrones del NADH hasta el O2 en la cadena respiratoria, se utiliza para la
síntesisde trifosfato de adenosina (ATP).
En el metabolismo de carbohidratos, como en el caso de la glucosa, la oxidación
se inicia en el citoplasma con la conversión de ésta en dos moléculas de ácido
pirúvico, la energía liberada de esta reacción es destinada a la fosforilación de
dos moléculas de ADP generando dos de ATP. Las dos moléculas de ácido
pirúvico contienen suficiente energía paraproducir más moléculas de ATP, pero
no en el citoplasma, es dentro de la mitocondria donde el piruvato es convertido
en Acetil-CoA, para luego ser oxidado hasta CO2 y H2O.
En la matriz mitocondrial la Acetil-CoA, se condensa con una molécula de cuatro
carbonos, el oxalacetato, para producir el ácido cítrico de 6 carbonos, el cual
sufre una serie de transformaciones donde se eliminan 2 carbonos enforma de
CO2, hasta regenerar el oxalacetato que reinicia el ciclo llamado ciclo de los
ácidos tricarboxílicos o Ciclo de Krebs. Al final se generan 3 moléculas de NADH
y una de FADH2, los cuales donan sus electrones a los intermediarios de la
cadena transportadora, que se encuentran incluidos en la membrana interna de
la mitocondria (Alberts B, 2010).
Green, Hatefi y Hanstein en 1970,identificaron y clasificaron las moléculas que
participan en la cadena respiratoria en cuatro complejos funcionales más la la
ubiquinona o coenzima Q y el citocromo C (Wainio, 1970). Los componentes de
la cadena respiratoria están indicados en la figura 1, incluyendo el complejo de
la ATP sintetasa; estos complejos numerados del I al IV catalizan las siguientes
reacciones:

COMPLEJO
I
II
IIIIV

Oxidación del NADH
Oxidación del Succinato
Oxidación de la CoQ
Oxidación del citocromo C

FUNCION
Reducción de la Coenzima Q
Reducción de la Coenzima Q
Reducción del citocromo C
Reducción del oxígeno

Figura 1. Componentes de la cadena transportadora de electrones en la membrana
mitocondrial interna y flujo de electrones.

Se ha demostrado que la Coenzima Q puede transferirequivalentes reductores
de los complejos I y II al III y que el citocromo C puede transferir equivalentes
reductores entre III y IV (Whittaker y Danks, 1978).
Los transportadores de electrones están organizados a favor de un gradiente de
energía, de tal forma que los electrones pasan de un intermediario con más
energía a uno con menos energía. En tres pasos de la cadena, se libera
suficienteenergía para sintetizar una molécula de ATP, de manera que por cada
molécula de NADH que dona su par electrónico, se producen tres moléculas de
ATP o dos moléculas de ATP por cada FADH2.

El flujo lineal de electrones en la cadena transportadora, produce el transporte
de protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermemranal,
generando una diferencia de potencial electroquímicode protones; el cual es
utilizado como fuerza motriz para la síntesis de ATP en la ATP sintetasa, según
lo propuesto en la teoría quimiosmótica de Mitchell (Voet et al., 2007).
El transporte electrónico puede ser evaluado mediante la cuantificación del
oxígeno consumido por células o mitocondrias aisladas, utilizando un método
polarográfico. La figura 2 muestra un trazo experimental...