CADENA RESPIRATORIA

Es un sistema multienzimático ligado a membrana que transfiere electrones desde moléculas orgánicas al oxígeno.

La cadena respiratoria comprende dos procesos:

1. Los electrones son transportados a lo largo de la membrana, de un complejo de proteínas transportador a otro.
2. Los protones son translocados a través de la membrana, estos significa que son pasados desde el interior o matriz hacia el espacio intermembrana. Esto construye un gradiente de protones. El oxígeno es el aceptor terminal del electrón, combinándose con electrones e iones H+ para producir agua.

Su función es transportar desde moléculas poco oxidantes hasta el oxígeno que es la molécula más oxidante de la cadena. Las moléculas que inician este transporte de electrones son NADH Y FADH, es decir son las moléculas menos oxidantes de la cadena. Una vez que los electrones son entregados al oxígeno, se forma Agua.

2. Debido a que la cadena sólo transporta electrones, los protones son bombeados hacia afuera de la mitocondria, lo que crea un gradiente de protones con una carga muy positiva afuera de la mitocondria y una carga muy negativa adentro. Este gradiente obliga a los protones a volver a entrar a la mitocondria y en el paso hacia adentro pasan por una enzima que forma un túnel de protones llamada ATP sintasa que con la fuerza de entrada de los protones, forma ATP.

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

La secuencia de eventos:

1. Pasan los electrones a través de el 1º complejo (NADH-Q reductasa) hasta la ubiquinona, los iones H+ traspasan la membrana hacia el espacio intermembrana.
3. El 2º complejo (citocromo c reductasa) trasnsfiere electrones desde la Q a el citocromo c, generando un nuevo bombeo de protones al exterior.
4. el 3º complejo es una citocromo c oxidasa, pasa los e- del citocromo c al oxígeno, el oxígeno reducido (1/2 O2-) toma dos iones H+ y formaH2O.

Gradiente de protones y fosforilación oxidativa

Hipótesis Quimiosmótica

(Peter Mitchell, 1961).

A medida que los electrones fluyen por la cadena respiratoria, a ciertas etapas los protones (H+) son transferidos desde el interior al exterior de la membrana. Esto construye un gradiente de protones , dado que las cargas + son retiradas del interior mientras que las -, permanecen en el interior (en gran parte como iones OH- ), el pH en la cara externa de la membrana puede llegar a un pH 5,5, mientras que el pH justo en la cara interna de la misma puede llegar a 8,5 ---> la diferencia es de 3 unidades de pH , recuerde que el pH es igual a - log. de [H] y por lo tanto 3 unidades de pH significan una diferencia de concentración de H+ estimada en 1000 x entre ambas caras de la membrana.

Y esto representa energía potencial acumulada como: Gradiente de protones= fuerza móvil de protones , y dado que la membrana es básicamente impermeable a los protones, por lo tanto el gradiente no se desarma por una constante re-entrada de los mismos, y teniendo en cuenta que la ATP sintetasa complejo proteico contiene el único canal para la entrada del protón, por lo tanto a medida que los protones pasan por el canal, se produce la siguiente reacción:

ADP + Pi ---> ATP.

Este proceso puede llamarse: fosforilación quimiosmótica o fosforilación oxidativa.