La Cadena Respiratoria

LA CADENA RESPIRATORIA

Es un conjunto de proteínas transportadoras de electrones situado en la membrana interna de la mitocondria, capaces de general un gradiente electroquímico de protones para la síntesis de ATP.

Están ordenados por orden creciente de potencias REDOX (de más reductor a menos reductor).

La respiración aerobia produce 36 ATP por una molecula de glucosa, sumando los ATP de la glucolisis mas lo del ciclo de Krebs mas lo de la cadena respiratoria.

Balance Total Para La Glucosa

PROCESO CITOPLASMA TRANSPORTE

ELECTRONICO

Glucólisis 2 ATP

2 NADH 2 X (2ª ATP) 2 ATP

4 ATP

Respiración Acido pirúvico a acetil-CoA

2 X (1NADH) 2 X (3 ATP) 6 ATP

Ciclo de Krebs 2 X (1 ATP)

2 X (3 NADH)

2 X (1 FADH2) 6 X (3 ATP)

2 X (2 ATP) 2 ATP

18 ATP

4 ATP

Balance energético global (por cada molécula de glucosa)

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Es el proceso por el que se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde el NADH o del FADH2 al O2 a través de una serie de transportadores de electrones.

1 Es la principal forma de sintetizar ATP en los tejidos aeróbicos a partir de ADP + Pi utilizando la energía oxidativa liberada en la cadena respiratoria mitocondrial durante el transporte de electrones. Cuando los azucares, los ácidos grasos, cuerpos cetonicos (B-OH butírico y acetoacetico) y los aminoácidos son oxidados ocurren deshidrogenaciones aeróbicas con la generación de equivalentes reductores. Estos equivalente transportan los hidrógenos hacia la cadena respiratoria donde se formara agua y parte de la energía liberada es utilizada para unir ADP T Pi

2- Representa el 95% de todo el ATP producido por las células aeróbicas.

3- el restante 5% se obtiene por FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUBSTRATO

La fosforilación oxidativa es un término que se refiere en forma colectiva a dos procesos químicos:

1- La oxidación exergonica: Son reacciones en la que se liberan energía que almacenan en forma de ATP

2- La fosforilación endergonica: Son reacción que requieren un aporte de energía que procede de Hidrólisis de ATP

La fosforilación oxidativa, por supuesto, depende de la presencia en el ambiente de oxigeno gaseoso o de otro aceptor de electrones adecuado, la oxidación y la forforilación se encuentra acoplada por un gradiente de protones a través de la membrana interna mitocondrial.

Transportadores redox mitocondriales

Se han identificado cuatro complejos enzimáticos unidos a membrana interna mitocondrial. Tres de ellos son complejos transmembrana, que están embebidos en la membrana interna, mientras que el otro está asociado a membrana. Los tres complejos transmembrana tienen la capacidad de actuar como bombas de protones. El flujo de electrones global se esquematiza de la siguiente forma:

NADH → Complejo I → Q → Complejo III → Citocromo c → Complejo IV → H2O

↑

Complejo II

Complejo I

El "complejo I" o NADH deshidrogenasa o NADH: ubiquinona oxidoreductasa capta dos electrones del NADH y los transfiere a un transportador liposoluble denominado ubiquinona (Q). El producto reducido, que se conoce con el nombre de ubiquinol (QH2) puede difundir libremente por la membrana. Al mismo tiempo el Complejo I transloca cuatro protones a través de membrana, produciendo un gradiente de protones.

El flujo de electrones ocurre de la siguiente forma:

El NADH es oxidado a NAD+, reduciendo al FMN a FMNH2 en un único paso que implica a dos electrones. El siguiente transportador de electrones es un centro Fe-S que sólo puede aceptar un electrón y trasferirlo a la ubiquinona generando una forma reducida denominada semiquinona. Esta semiquinona vuelve a ser reducido con el otro electrón que quedaba generando el ubiquinol, QH2. Durante este proceso, cuatro protones son translocados a través de la membrana interna mitocondrial, desde la matriz hacia el espacio intermembrana.

Complejo II

El "Complejo II" o Succinato deshidrogenasa; no es una bomba de protones. Además es la única enzima del ciclo de Krebs asociado a membrana. Este complejo dona electrones a la ubiquinona desde el succinato y los transfiere vía FAD a la ubiquinona.

Complejo III

El "complejo III" o Complejo citocromo bc1; obtiene dos electrones desde QH2 y se los transfiere a dos moléculas de citocromo c, que es un transportador de electrones hidrosoluble que se encuentra en el espacio intermembrana de la mitocondria. Al mismo tiempo, transloca dos protones a través de la membrana por los dos electrones transportados desde el ubiquinol.

Complejo IV

El complejo IV o Citocromo c oxidasa; capta cuatro electrones de las cuatro moléculas de citocromo c y se transfieren al oxígeno (O2), para producir dos moléculas de agua (H2O). Al mismo tiempo se translocan cuatro protones al espacio intermembrana, por los cuatro electrones. Además "desaparecen" de la matriz 4 protones que forman parte del H2O.

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