Hay 2 tipos de cadenas de transporte electrónico:
- A favor de potencial de reducción con ΔG<0.>
- En contra de potencial de reducción, no espontáneo, ΔG>0. Aporte de energía.
La cadena pueden localizarse:
- Membrana interna de la mitocondria (eucariotas). En las bacterias que respiran en la membrana plasmática.
- En el cloroplasto en la membrana tilacoidal. Bacterias fotosintéticas en la membrana plasmática.
Cadena respiratoria.
La cadena respiratoria de la mitocondria es un conjunto de más de 20 transportadores de electrones distintos, asociados a un número indeterminado de péptidos estructurales.
La cadena respiratoria transfiere electrones desde el par NAD+/NADH hasta el par O2/2H20 lo que supone una diferencia de potencial redox.
Gran parte de la cadena respiratoria es reversible, y para catalizar tanto la reacción en una dirección como en la opuesta es necesario que los componentes redox funcionen en unas condiciones en las que tanto las formas oxidadas como las reducidas se encuentren en concentraciones apreciables.
Transportadores electrónicos
Los electrones proceden de la oxidación de nutrientes que, por la acción de deshidrogenasas, son transferidos a aceptores universales.
1. NAD y NADP: asociadas a deshidrogenasas, participan en la transferencia de 2 electrones.
2. Flavinas: implicadas en la transferencia de 1 o 2 electrones
3. Quinonas: implicadas en la transferencia de 1 o 2 electrones
4. Complejos hierro azufre, grupos hemo, iones cobre: implicados en transferencia de 1 solo electrón.
El potencial de reducción E° está relacionado con la energía libre de una reacción redox.
El flujo de electrones discurre desde moléculas con un E° mas negativo a otras de E° mas positivo.
Complejos de la cadena de transporte electrónico mitocondrial.
Los transportadores de electrones se asocian a proteínas formando 4 complejos multienzimáticos embebidos en la membrana interna mitocondrial.
• Complejo I: NADH-ubiquinona oxido-reductasa.
Transfiere los dos electrones del NADH a una flavina (FMN), que de uno en uno iran pasando por centros de Fe-S hasta reducir ubiquinona (Q): Proceso exergónico.
Por cada par de electrones transferido se bombean, desde la matriz hasta el espacio intermembrana, 4 protones: Proceso endergónico.
- En el cloroplasto en la membrana tilacoidal. Bacterias fotosintéticas en la membrana plasmática.
Cadena respiratoria.
La cadena respiratoria de la mitocondria es un conjunto de más de 20 transportadores de electrones distintos, asociados a un número indeterminado de péptidos estructurales.
La cadena respiratoria transfiere electrones desde el par NAD+/NADH hasta el par O2/2H20 lo que supone una diferencia de potencial redox.
Gran parte de la cadena respiratoria es reversible, y para catalizar tanto la reacción en una dirección como en la opuesta es necesario que los componentes redox funcionen en unas condiciones en las que tanto las formas oxidadas como las reducidas se encuentren en concentraciones apreciables.
Transportadores electrónicos
Los electrones proceden de la oxidación de nutrientes que, por la acción de deshidrogenasas, son transferidos a aceptores universales.
1. NAD y NADP: asociadas a deshidrogenasas, participan en la transferencia de 2 electrones.
2. Flavinas: implicadas en la transferencia de 1 o 2 electrones
3. Quinonas: implicadas en la transferencia de 1 o 2 electrones
4. Complejos hierro azufre, grupos hemo, iones cobre: implicados en transferencia de 1 solo electrón.
El potencial de reducción E° está relacionado con la energía libre de una reacción redox.
El flujo de electrones discurre desde moléculas con un E° mas negativo a otras de E° mas positivo.
Complejos de la cadena de transporte electrónico mitocondrial.
Los transportadores de electrones se asocian a proteínas formando 4 complejos multienzimáticos embebidos en la membrana interna mitocondrial.
• Complejo I: NADH-ubiquinona oxido-reductasa.
Transfiere los dos electrones del NADH a una flavina (FMN), que de uno en uno iran pasando por centros de Fe-S hasta reducir ubiquinona (Q): Proceso exergónico.
Por cada par de electrones transferido se bombean, desde la matriz hasta el espacio intermembrana, 4 protones: Proceso endergónico.
• Complejo II: succinato deshidrogenasa.
Toma electrones del succinato. Otros intermediarios metabólicos, el glicerol 3-fosfato y el acil-CoA, transfieren electrones a la ubiquinona sin pasar por el complejo II.
Los electrones pasarán a través de flavoproteínas (FAD) y varios centros de Fe-S hasta la ubiquinona.
En el complejo II no hay bombeo de protones.
Los electrones pasarán a través de flavoproteínas (FAD) y varios centros de Fe-S hasta la ubiquinona.
En el complejo II no hay bombeo de protones.
• La Ubiquinona reducida (QH2)
Es un transportador de electrones móvil que se desplaza por la bicapa lipídica de la membrana interna mitocondrial.
Lleva dos electrones y dos protones, tomados del complejo I o del complejo II, hasta el complejo III.
Lleva dos electrones y dos protones, tomados del complejo I o del complejo II, hasta el complejo III.
• Complejo III: ubiquinona-citocromo C oxido-reductasa
Transfiere, de uno en uno, los dos electrones de la ubiquinona reducida el citocromo C. Para ello los electrones pasan por distintas subunidades que contienen grupos prostéticos hemo del tipo b y c y centros Fe-S, realizando el llamado ciclo Q.
El resultado neto de todo el proceso es el bombeo de 4 protones desde la matriz hasta el espacio intermembrana, por cada 2 electrones transferidos.
Se forman 2 citocromos reducidos por cada 2 elcetrones transferidos.
El resultado neto de todo el proceso es el bombeo de 4 protones desde la matriz hasta el espacio intermembrana, por cada 2 electrones transferidos.
Se forman 2 citocromos reducidos por cada 2 elcetrones transferidos.
• Citocromo C: un intermediario móvil entre los complejos III y IV
A diferencia de la ubiquinona, transporta electrones de uno en uno y es hidrosoluble.
• Complejo IV: citocromo oxidasa
Lleva los electrones del citocromo C al oxígeno, reduciéndolo a H2O.
Contiene subunidades con grupos hemo tipo a y con centros binucleares que contienen iones Cu. Todos ellos implicados en la transferencia de electrones de uno en uno.
Por cada 4 electrones que pasan a través del complejo, se consumen 4 protones de la matriz para generar 2 H20 y otros 4 son bombeados al espacio intermembrana.
Las formas parcialmente reducidas del oxígeno son radicales libres muy tóxicos. Quedan retenidas en el complejo hasta que se forman 2 moléculas de H2O.
Balance total de la cadena respiratoria mitocondrial.
Contiene subunidades con grupos hemo tipo a y con centros binucleares que contienen iones Cu. Todos ellos implicados en la transferencia de electrones de uno en uno.
Por cada 4 electrones que pasan a través del complejo, se consumen 4 protones de la matriz para generar 2 H20 y otros 4 son bombeados al espacio intermembrana.
Las formas parcialmente reducidas del oxígeno son radicales libres muy tóxicos. Quedan retenidas en el complejo hasta que se forman 2 moléculas de H2O.
Balance total de la cadena respiratoria mitocondrial.
El flujo de electrones a través de los complejos I, III y IV implica el bombeo de unos 10 protones por cada 2 electrones.
Cuando la cadena se inicia en el complejo II, el bombeo neto será de 6 protones.
El gradiente de protones generado, permite la síntesis acoplada de ATP por la ATP sintasa (fosforilación oxidativa).
Transportadores necesarios para que funcione correctamente la fosforilación oxidativa.
El gradiente de protones favorece el funcionamiento de los 2 transportadores:
1. El translocador ADP-ATP
2. La translocasa de fosfato
Bibliografia:
*A. Barcelo, Hector. GUIAS DE ESTUDIO DE BIOLOGIA CELULAR. Facultad de medicina
*Ernster L, Lee C: Biological oxidoreductions. Annu Rev Biochem 1964
* Stoppani A, Boveris A: La mitocondria y la estructura de la cadena de transporte de electrones. En Bioquímica General (Torres H, Carminai H, Cardini C; Eds.) El Ateneo, Buenos Aires 1983
.JPG)
Muy bueno tu trabajo...gracias!!!!!!!!!!!
ResponderEliminar