quimica
Páginas: 9 (2106 palabras)
Publicado: 22 de noviembre de 2013
Fosforilación Oxidativa
Es el proceso de síntesis de ATP a partir de la oxidación de compuestos reducidos, NADH (nicotinamida adenina dinucleótido) y FADH2 (flavohidroquinona) que transfieren sus electrones a través de una serie de transportadores de O2 .Este proceso representa el principal mecanismo de síntesis de ATP en las células no fotosintéticas. En esta últimas, el principal mecanismode síntesis de ATP en presencia de luz es la fotosíntesis.
La fosforilación oxidativa es llevada a cabo por sistemas respiratorios que se encuentran localizados en la membrana interna de la mitocondria.
El ciclo del ácido cítrico suministra la mayor parte de los compuestos reducidos utilizados por la fosforilación oxidativa.
El proceso de fosforilación oxidativa puede dividirse en dos partes:1. La cadena respiratoria
2. El complejo ATPásico
En la cadena respiratoria se realiza la transferencia de electrones que favorece la generación de un gradiente electroquímico entre el espacio intermembránico y la matriz mitocondrial, pasando electrones de las coenzimas al receptor terminal de electrones del metabolismo aerobio molecular (O2). A medida que los electrones se mueven a travésde los complejos proteínicos, los protones son transportados a través de la membrana interna de la matriz al espacio intermembránico, generando un gradiente de concentración de protones, haciendo que la matriz sea más alcalina y cargada más negativamente que el espacio intermembránico.
El gradiente de concentración de protones sirve como un depósito de energía libre. La energía de estegradiente tiene una derivación cuando los protones se canalizan de nuevo a través de la membrana interna a través de la proteína ATP sintasa de la membrana integral. El flujo de protones dirige en forma indirecta, la reacción
ADP +Pi → ATP +H2O (que un gradiente en la concentración de protones sirve como depósito de energía para dirigir la formación de ATP se conoce como teoría quimiosmótica).Se puede decir que la cadena respiratoria y el complejo ATPásico están acoplados mediante un gradiente electroquímico.
**Potenciales de reducción y cambios de energía libre
Potencial de reducción: se puede medir cuantitativamente en celdas electroquímicas.
Los electrones fluyen espontáneamente de los potenciales de reducción más negativos a los más positivos.
El potencial medido esla fuerza electromotriz, fem.
Para establecer un orden en los potenciales de reducción estándar se toma una semi-reacción como referencia.
La semi-reacción de referencia que se ha escogido es la oxidación del hidrógeno gaseoso, cuyo potencial de reducción en condiciones estándar (Eº) se establece arbitrariamente igual a 0.0V.
El potencial de reducción estándar (Eº) se relaciona con elcambio de energía libre a través de la expresión: ΔGº` = -n FΔEº
Donde n es el número de electrones transferidos, F es la constante de Faraday (23.06 Kcal/Vmol) y ΔEº es la diferencia entre los potenciales de reducción estándar de las especies reducidas y oxidadas.
Un valor negativo en el potencial de reducción indica la presencia de un agente reductor ( ej: NADH).
Un valorpositivo en el potencial de reducción indica un comportamiento como agente oxidante (ej: O2).
****El NADH se forma en muchas reacciones y actúa como un conducto para despachar la energía de las reacciones biológicas de oxidación a la fosforilación oxidativa. Es posible calcular la energía libre para esta reacción utilizando la información anterior:
NAD+ + 2H+ + 2e- → NADH + H+ Eº´ =-0.32 V
½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O Eº´ = 0.82 V
El NADH será oxidado y el oxígeno reducido, luego la reacción neta será:
NADH + ½ O2 + H+ → NAD+ + H2O ∆Eº = 1.14 V
Si se calcula el ∆Gº , será igual a : -(2)(23.06 Kcal/Vmol)(1.14 V) = -52.6 Kcal/mol
Esta cantidad de energía es suficiente para dirigir la formación de varias moléculas de ATP, en...
Es el proceso de síntesis de ATP a partir de la oxidación de compuestos reducidos, NADH (nicotinamida adenina dinucleótido) y FADH2 (flavohidroquinona) que transfieren sus electrones a través de una serie de transportadores de O2 .Este proceso representa el principal mecanismo de síntesis de ATP en las células no fotosintéticas. En esta últimas, el principal mecanismode síntesis de ATP en presencia de luz es la fotosíntesis.
La fosforilación oxidativa es llevada a cabo por sistemas respiratorios que se encuentran localizados en la membrana interna de la mitocondria.
El ciclo del ácido cítrico suministra la mayor parte de los compuestos reducidos utilizados por la fosforilación oxidativa.
El proceso de fosforilación oxidativa puede dividirse en dos partes:1. La cadena respiratoria
2. El complejo ATPásico
En la cadena respiratoria se realiza la transferencia de electrones que favorece la generación de un gradiente electroquímico entre el espacio intermembránico y la matriz mitocondrial, pasando electrones de las coenzimas al receptor terminal de electrones del metabolismo aerobio molecular (O2). A medida que los electrones se mueven a travésde los complejos proteínicos, los protones son transportados a través de la membrana interna de la matriz al espacio intermembránico, generando un gradiente de concentración de protones, haciendo que la matriz sea más alcalina y cargada más negativamente que el espacio intermembránico.
El gradiente de concentración de protones sirve como un depósito de energía libre. La energía de estegradiente tiene una derivación cuando los protones se canalizan de nuevo a través de la membrana interna a través de la proteína ATP sintasa de la membrana integral. El flujo de protones dirige en forma indirecta, la reacción
ADP +Pi → ATP +H2O (que un gradiente en la concentración de protones sirve como depósito de energía para dirigir la formación de ATP se conoce como teoría quimiosmótica).Se puede decir que la cadena respiratoria y el complejo ATPásico están acoplados mediante un gradiente electroquímico.
**Potenciales de reducción y cambios de energía libre
Potencial de reducción: se puede medir cuantitativamente en celdas electroquímicas.
Los electrones fluyen espontáneamente de los potenciales de reducción más negativos a los más positivos.
El potencial medido esla fuerza electromotriz, fem.
Para establecer un orden en los potenciales de reducción estándar se toma una semi-reacción como referencia.
La semi-reacción de referencia que se ha escogido es la oxidación del hidrógeno gaseoso, cuyo potencial de reducción en condiciones estándar (Eº) se establece arbitrariamente igual a 0.0V.
El potencial de reducción estándar (Eº) se relaciona con elcambio de energía libre a través de la expresión: ΔGº` = -n FΔEº
Donde n es el número de electrones transferidos, F es la constante de Faraday (23.06 Kcal/Vmol) y ΔEº es la diferencia entre los potenciales de reducción estándar de las especies reducidas y oxidadas.
Un valor negativo en el potencial de reducción indica la presencia de un agente reductor ( ej: NADH).
Un valorpositivo en el potencial de reducción indica un comportamiento como agente oxidante (ej: O2).
****El NADH se forma en muchas reacciones y actúa como un conducto para despachar la energía de las reacciones biológicas de oxidación a la fosforilación oxidativa. Es posible calcular la energía libre para esta reacción utilizando la información anterior:
NAD+ + 2H+ + 2e- → NADH + H+ Eº´ =-0.32 V
½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O Eº´ = 0.82 V
El NADH será oxidado y el oxígeno reducido, luego la reacción neta será:
NADH + ½ O2 + H+ → NAD+ + H2O ∆Eº = 1.14 V
Si se calcula el ∆Gº , será igual a : -(2)(23.06 Kcal/Vmol)(1.14 V) = -52.6 Kcal/mol
Esta cantidad de energía es suficiente para dirigir la formación de varias moléculas de ATP, en...
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