FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

1. ¿QUÉ ES?

   • Es la transferencia de electrones de los equivalentes reducidos NADH y FADH, obtenidos en la glucólisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxígeno molecular, acoplado con la síntesis de ATP
     • Este proceso metabólico está formado por un conjunto de enzimas complejas, ubicadas en la membrana interna de las mitocondrias, que catalizan varias reacciones de óxido-reducción, donde el oxígeno es el aceptor final de electrones y donde se forma finalmente agua.
       • Genera 36 moléculas de ATP que se forman cuando la glucosa se oxida completamente a CO2 y H2O.

2. CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES

   • Elementos
     • Es una serie de proteínas y moléculas orgánicas que se encuentran en la membrana interior de la mitocondria.
     • Los electrones se transportan de una molécula a otra y la energía liberada cuando se transfieren los electrones se utiliza para formar un gradiente de protones.
     • Se desplazan de mayor nivel de energía a uno inferior.
   • Pasos
     • Entrega de electrones por NADH y FADH2
       • Estos acarreadores transfieren sus electrones a las moléculas cercanas a través de reacciones redox, en el proceso se convierten en NAD+ y FAD
     • Transferencia de electrones y bombeo de protones
       • El movimiento de electrones hace que se desplacen de un nivel de energía más alto a uno más bajo, lo que libera energía. Parte de esta energía se utiliza para bombear iones de H. Este bombeo establece un gradiente electroquímico
     • Separación de oxígeno molecular para formar agua
       • Al final de la cadena de transporte de electrones, transfieren a una molécula de oxígeno, se rompe y recolecta H+ para formar agua
     • Síntesis de ATP impulsada por un gradiente
       • Hacia la matriz, los iones de H+ pasan a través de una enzima (ATP sintasa) y sintetiza ATP.
   • Funciones
     • Forma un gradiente de protones
       • Genera un gradiente de protones que es una forma de energía almacenada que se puede utilizar para generar ATP
     • Regenera los acarreadores de electrones
       • Sus formas oxidadas se utilizan para la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico

3. QUIMIÓSMOSIS

   • Proceso en el que la energía del gradiente de protones se utiliza para generar ATP
   • Contribuye con más del 80% del ATP obtenido de la degradación de la glucosa en la respiración celular; también es importante en las reacciones dependientes de la luz en la fotosíntesis
     • Dentro de la membrana interna de la mitocondria se encuentran muchas copias de un complejo proteico llamado ATP sintasa, la enzima que -de hecho- sintetiza ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. La ATP sintasa funciona como una bomba iónica que trabaja en sentido inverso
       • En el modo inverso de este proceso, la ATP sintasa emplea la energía de un gradiente iónico existente para impulsar la síntesis del ATP
         • El gradiente iónico que impulsa la fosforilación es un gradiente de protones

4. PATOLOGÍA

   • Neuropatía, ataxia y retinitis pigmentosa (NARP)
     • Afección progresiva caracterizada por neuropatía sensitiva debilidad muscular, ataxia, pérdida de la visión causada por deterioro de la retina (retinitis pigmentosa), deterioro cognitivo, convulsiones, pérdida de la audición y trastornos de la conducción cardíaca
     • Se debe a mutaciones del gen ATP6 en el mtDNA, que alteran la estructura o la función de la adenosintrifosfato (ATP) sintasa, reduciendo la capacidad de las mitocondrias para producir ATP

5. ¿SABÍAS QUE?

   • En los años 20 se descubrió que una pequeña molécula, el 2,4 dinitrofenol (DNP) era un desacoplador de la fosforilación oxidativa y que podría producir pérdidas de peso. Efraim Racker, en 1929: “algunos médicos emprendedores empezaron a administrar DNP a pacientes obesos sin las debidas precauciones. Los resultados fueron sorprendentes. Desgraciadamente en algunos casos el tratamiento no eliminó solamente la grasa sino también a los propios pacientes, que murieron”

6. Fue descubierta por Eugene Kenedy y Albert Lehninger en 1948.

7. ETAPAS

   • Oxidativa
     • Ocurre la transferencia de electrones que son del tipo REDOX
   • Fosforilante
     • Se lleva la formación de enlaces químicos.

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