TRANSPORTE DE ELECTRONES

TRANSPORTE DE ELECTRONES

Durante este paso, el hidrógeno separado reacciona por ultimo con el Oxigeno molecular a través de las reacciones de la cadena respiratoria.

La energía de estas reacciones se conserva como energía química en forma de ATP, gracias a un conjunto de reacciones en secuencia escalonada, a la que se denomina cadena de transporte terminal de electrones, la cual comienza con la descarga de estos por parte de las coenzimas NADH+H+ y FADH2, sobre diferentes receptores de electrones. Como se menciono en un tema anterior, el transporte de electrones esta acompañado del de protones, es este ultimo el que genera dos potenciales a través de la membrana.

Se establece un gradiente de protones a través de la membrana interna de la mitocondria gracias a la diferencia de concentraciones a cada lado ([pic 1]pH) y la energía eléctrica potencial almacenada en el gradiente ([pic 2]E) se libera y es capturada en la formación de ATP, el paso de protones a través del canal o subunidad F0 activa la ATP sintetasa para producir ATP y de esta forma disipar la diferencia del potencial de protones.

Es a esto a lo que se conoce como Fosforilación oxidativa. De esta forma la cadena respiratoria es el proveedor principal de energía en la célula y este es en realidad el proceso que consume oxigeno.

La Cadena de Transporte de electrones

La cadena respiratoria y con ella las reacciones de la oxidación terminal, está localizada en la membrana interna de las mitocondrias. Es allí donde los electrones liberados por las coenzimas comienzan un viaje entre diferentes complejos de reacción hasta desembocar en los átomos de Oxigeno.

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[pic 3]

la cadena transportadora de electrones y la fosforilación oxidativa 

En los organismos quimiotróficos, la energía se obtiene de la oxidación de las moléculas orgánicas. Los combustibles metabólicos como los carbohidratos, grasas y proteínas sufren una serie de reacciones  y con frecuencia son oxidados a dióxido de carbono. La mayor parte de la energía liberada en caminos reactivos tales como el ciclo TCA (ciclo de Krebs) y la  β-oxidación de los ácidos grasos está en forma de cofactores reducidos como el dinucleótido nicotinamida adenina (NADH) y el dinucleótido flavina adenina (FADH2).  El trifosfato de adenosina (ATP), es la reserva energética de las células, que se produce en la mitocondria mediante una serie de reacciones iniciadas por la oxidación del  NADH o del FADH2.  A estas reacciones se las describe como de fosforilación oxidativa e incluye una serie de reacciones de oxidación/reducción en la cadena transportadora de electrones. La energía producida durante la oxidación exergónica del  NADH se utiliza para forzar la fosforilación energéticamente desfavorable del difosfato de adenosina, produciendo ATP.  El ATP se utiliza para llevar a cabo muchas reacciones energéticamente desfavorables en el cuerpo. La hidrólisis de un enlace terminal fosfoanhidrido es altamente exergónico. Puede emplearse esta energía para la contracción muscular y para mantener gradientes de concentración (y otros muchos ejemplos). 
A continuación se muestra un diagrama del transporte de electrones que tiene lugar durante la oxidación del  NADH. 
 
  [pic 4]

La fosforilación oxidativa tiene lugar en la mitrocondria, un orgánulo de doble membrana. La oxidación del NADH o del FADH2 se produce dentro de los complejos proteínicos de la cadena transportadora de electrones. Estos complejos contienen portadores de electrones tales como las flavinas, los centros hierro-sulfuro, los hemos (que contienen hierro) y el cobre. Estos se encuentran embebidos dentro de la membrana interna de la mitocondria. La membrana interna separa la matriz mitocondrial, químicamente distinta, y el espacio intermembranoso. 

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