CADENA TRANSPORTADORA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONESDE ELECTRONES

Es un sistema multienzimático ligado a Es un sistema multienzimático ligado a membrana que transfiere electrones desde membrana que transfiere electrones desde moléculas orgánicas al oxígeno. moléculas orgánicas al oxígeno. La La CTECTE comprende dos procesos: comprende dos procesos:

LosLos electrones electrones son transportados son transportados a lo largoa lo largo de de la membrana, de un complejo de proteínas la membrana, de un complejo de proteínas transportador ("transportador ("carriercarrier") a otro. ") a otro.

LosLos protones protones son translocados son translocados a travésa través de la de la membrana, estos significa que son pasados membrana, estos significa que son pasados desde el interior desde el interior o o matriz matriz hacia el espacio hacia el espacio intermembrana. Esto construye un intermembrana. Esto construye un gradiente de gradiente de protonesprotones. . El oxígenoEl oxígeno es el es el aceptor terminal aceptor terminal del electróndel electrón, combinándose con electrones e , combinándose con electrones e iones H+para producir iones H+para producir agua.agua.

MITOCONDRIASMITOCONDRIAS

COMPONENTES DE LA CADENA COMPONENTES DE LA CADENA RESPIRATORIARESPIRATORIA

Los tres componentes de la cadena Los tres componentes de la cadena respiratoria son: 3 grandes complejos respiratoria son: 3 grandes complejos proteicos con moléculas transportadoras y proteicos con moléculas transportadoras y sus enzimas correspondientes, un sus enzimas correspondientes, un componente no proteico: UBIQUINONA componente no proteico: UBIQUINONA (Q) que están embebidos en la membrana (Q) que están embebidos en la membrana y una pequeña proteína llamada citocromo y una pequeña proteína llamada citocromo c que es periférica y se ubica en el espacio c que es periférica y se ubica en el espacio intermembrana, pero afdosado laxamente intermembrana, pero afdosado laxamente a la membrana. interna. a la membrana. interna.

DINUCLEOTIDO DE DINUCLEOTIDO DE NICOTINAMINADENINANICOTINAMINADENINA

El NAD+ es reducido a El NAD+ es reducido a NADH por NADH por deshidrogenasas las deshidrogenasas las cuales remueven dos cuales remueven dos átomos de Hidrógeno átomos de Hidrógeno de su substrato. de su substrato. Ambos electrones pero Ambos electrones pero sólo un protón (ion sólo un protón (ion hidruro :H-)son hidruro :H-)son transferidos al NAD+, transferidos al NAD+, formando NADH mas formando NADH mas un protón libre, H+, el un protón libre, H+, el cual es liberado al cual es liberado al mediomedio

DINUCLEOTIDO DE DINUCLEOTIDO DE FLAVINADENINAFLAVINADENINA

COENZIMA QCOENZIMA Q

CITOCROMOSCITOCROMOS

El NADH+H+:pasa los electrones a través del El NADH+H+:pasa los electrones a través del 1º complejo (1º complejo (NADH-Q reductasaNADH-Q reductasa) hasta la ) hasta la ubiquinonaubiquinona, los iones H+ traspasan la , los iones H+ traspasan la membrana hacia el espacio intermembrana. membrana hacia el espacio intermembrana. el 2º complejo (el 2º complejo (citocromo c reductasacitocromo c reductasa) ) transfiere electrones desde la transfiere electrones desde la QQ a el a el citocromo citocromo cc, generando un nuevo bombeo de protones al , generando un nuevo bombeo de protones al exterior. exterior. el 3º complejo es una el 3º complejo es una citocromo c oxidasacitocromo c oxidasa, , pasa los e- del citocromo c al pasa los e- del citocromo c al oxígenooxígeno, el , el oxígeno reducido (1/2 O2-) toma dos iones H+ oxígeno reducido (1/2 O2-) toma dos iones H+ y forma y forma H2OH2O. . Balance neto: los electrones entran a la Balance neto: los electrones entran a la CTECTE desde portadores tales como el NADH o el desde portadores tales como el NADH o el FADH, llegan a la "oxidasa terminal" (una FADH, llegan a la "oxidasa terminal" (una oxígeno-reductasa) y se "pegan" al oxígeno. En oxígeno-reductasa) y se "pegan" al oxígeno. En el animación se muestra como el NADH el animación se muestra como el NADH transfiere iones H+ y electrones dentro de la transfiere iones H+ y electrones dentro de la cadena transportadora de electrones. La cadena transportadora de electrones. La secuencia de eventos se observa en la siguiente secuencia de eventos se observa en la siguiente animación:animación:

FOSFORILACIÓN FOSFORILACIÓN OXIDATIVAOXIDATIVA

FOSFORILACIÓN OXIDATIVAFOSFORILACIÓN OXIDATIVAHipótesis QuimiosmóticaHipótesis Quimiosmótica

(Peter Mitchell, 1961). A medida que los (Peter Mitchell, 1961). A medida que los electrones fluyen por la electrones fluyen por la CTECTE, a ciertas , a ciertas etapas los protones (H+) son transferidos etapas los protones (H+) son transferidos desde el interior al exterior de la desde el interior al exterior de la membrana. Esto construye un gradiente membrana. Esto construye un gradiente de protones , dado que las cargas + son de protones , dado que las cargas + son retiradas del interior mientras que las -, retiradas del interior mientras que las -, permanecen en el interior (en gran parte permanecen en el interior (en gran parte como iones OH- ), el pH en la cara externa como iones OH- ), el pH en la cara externa de la membrana puede llegar a un pH 5,5, de la membrana puede llegar a un pH 5,5, mientras que el pH justo en la cara interna mientras que el pH justo en la cara interna de la misma puede llegar a 8,5. de la misma puede llegar a 8,5.

Los protonesLos protones son transferidos son transferidos a través a través dede la membrana, desde la matriz al la membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado espacio intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se del transporte de electrones que se originan cuando el originan cuando el NADHNADH cede un cede un hidrógeno. La continuada producción de hidrógeno. La continuada producción de esos protones crea un esos protones crea un gradiente de gradiente de protonesprotones. . La ATP sintetasaLa ATP sintetasa es un gran complejo es un gran complejo proteico con canales para protones que proteico con canales para protones que permiten la re-entrada de los mismos. permiten la re-entrada de los mismos. La síntesis de ATP La síntesis de ATP se produce como se produce como resultado de la corriente de protones resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana:fluyendo a través de la membrana:ADP + Pi ---> ATPADP + Pi ---> ATP

Los Los ProtonesProtones (indicados por (indicados por ++) entran ) entran nuevamente en la matriz mitocondrial a nuevamente en la matriz mitocondrial a través de los canales que forma el través de los canales que forma el complejo enzimático de la complejo enzimático de la ATP sintetasaATP sintetasa. . Esta entrada se acopla a la síntesis de ATP Esta entrada se acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y Fosfato (Pi) a partir de ADP y Fosfato (Pi)

INHIBIDORES DE LA INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVAFOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Numerosos productos químicos pueden bloquear Numerosos productos químicos pueden bloquear la transferencia de electrones en la cadena la transferencia de electrones en la cadena respiratoria, o la transferencia de electrones al respiratoria, o la transferencia de electrones al oxígeno. Todos ellos son potentes venenos, entre oxígeno. Todos ellos son potentes venenos, entre ellos ellos Monóxido de CarbonoMonóxido de Carbono : se combina : se combina directamente con la citocromo oxidasa terminal, y directamente con la citocromo oxidasa terminal, y bloque la entrada de oxígeno a la misma. bloque la entrada de oxígeno a la misma.

CianuroCianuro (CN-) se pega al hierro del citocromo e (CN-) se pega al hierro del citocromo e impide la transferencia de electrones.impide la transferencia de electrones.