Tema 9. Metabolismo en microorganismos heterótrofos aerobios y anaerobios

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Questions and Answers

¿Cuál es la relación fósforo/oxígeno (P/O) máxima para el FADH2?

3.5

1.5

2 (correct)

¿Dónde se encuentran los transportadores de la cadena transportadora de electrones?

En la membrana externa de la mitocondria

En el núcleo celular

En el citoplasma de la célula

En la membrana interna de la mitocondria (correct)

¿Qué produce la diferencia de potencial de 1.14 voltios entre el O2 y el NADH?

Liberación de CO2;

Liberación de agua;

Liberación de protones.

Liberación de una gran cantidad de energía; (correct)

¿Cómo se denomina el proceso mediante el cual se utiliza la energía del transporte de electrones para sintetizar ATP?

Fosforilación oxidativa; Signup and view all the answers

¿Qué conecta los complejos de transportadores en la cadena transportadora de electrones?

Coenzima Q y citocromo c; Signup and view all the answers

¿Cuántas moléculas de ATP se pueden sintetizar a partir de un par de electrones que pasan del NADH a un átomo de O2?

3 moléculas; Signup and view all the answers

¿Qué generan los electrones durante el transporte en los puntos de la cadena transportadora?

Gradientes de protones y eléctricos; Signup and view all the answers

¿Cuál es la consecuencia principal de la acción de los inhibidores del transporte de electrones en la oxidación fosforilativa?

Disminuyen la síntesis de ATP al bloquear el transporte de electrones. Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de los desacoplantes en la cadena transportadora de electrones?

Desacoplan la fosforilación oxidativa del transporte de electrones. Signup and view all the answers

¿Qué función específica cumplen los aceptores de electrones en la respiración anaerobia?

Sustituyen al oxígeno como último aceptor de electrones. Signup and view all the answers

¿Cómo inhibe la valinomicina la actividad de la ATPasa?

Al unirse directamente a la ATPasa. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de moléculas se clasifican como inhibidores del transporte de electrones?

Antibióticos que interfieren en la cadena transportadora. Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre la velocidad de síntesis de ATP y el transporte de electrones en condiciones normales?

La síntesis de ATP aumenta la velocidad de transporte de electrones. Signup and view all the answers

¿Cuál es un efecto directo de la acción de los desacoplantes sobre los gradientes de pH e iónicos?

Los eliminan, descompensando los gradientes. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la producción de ATP en la ausencia de oxígeno cuando utilizan aceptores de electrones alternativos?

Se puede continuar generando ATP mediante la fermentación. Signup and view all the answers

¿Qué función tiene la coenzima Q en el transporte de electrones?

Facilita la transferencia de electrones entre los complejos de la cadena. Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel del citocromo c en la cadena de transporte de electrones en condiciones aerobias?

Transfiere electrones al complejo del citocromo aa3. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la cadena de transporte de electrones en condiciones anaerobias con nitrato?

Los electrones son recibidos por varias enzimas reductasas. Signup and view all the answers

¿Cuál es la hipótesis que explica la fosforilación oxidativa?

La hipótesis quimiosmótica. Signup and view all the answers

¿Qué genera la fuerza motriz de protones (FMP) durante la fosforilación oxidativa?

Un gradiente de protones y un potencial de membrana. Signup and view all the answers

¿Cómo se impulsan los protones durante el transporte electrónico en las mitocondrias?

Por la acción de transportadores y bombas de protones. Signup and view all the answers

¿Qué función tienen los gradientes de protones en la fisiología celular procariota?

Impulsan el transporte de otras moléculas a través de membranas. Signup and view all the answers

En algunas bacterias halófilas marinas, ¿qué iones pueden utilizarse para la síntesis de ATP?

Iones de sodio. Signup and view all the answers

¿Qué representa la acción de la nitrato reductasa en condiciones anaerobias?

La aceptación de electrones en la cadena de transporte. Signup and view all the answers

¿Cuál es un efecto secundario del regreso de protones a la matriz mitocondrial?

Síntesis de ATP. Signup and view all the answers

Study Notes

Transporte de electrones

Los electrones fluyen de transportadores con potenciales de reducción más negativos a transportadores con potenciales más positivos.
Finalmente, los electrones se combinan con O2 y H+ para formar agua.
La diferencia de potencial entre O2 y NADH es de 1.14 voltios, lo que permite la liberación de gran cantidad de energía.
La cadena transportadora de electrones está organizada en cuatro complejos que transportan electrones hacia el O2.
La Coenzima Q y el citocromo c conectan los complejos entre sí.
La fosforilación oxidativa utiliza la energía del transporte de electrones para sintetizar ATP.
Se pueden sintetizar hasta 3 moléculas de ATP a partir de ADP y Pi cuando un par de electrones pasan del NADH a un átomo de O2.
La relación P/O máxima para el FADH2 es 2, debido a que sus electrones sólo pasan por dos puntos de fosforilación oxidativa.

Inhibidores de la síntesis de ATP

Existen dos tipos de inhibidores de la la síntesis aerobia de ATP: aquellos que bloquean el transporte de electrones y aquellos que desacoplan la fosforilación oxidativa del transporte de electrones.
Algunos inhibidores del transporte de electrones son el antibiótico piericidina, el antibiótico antimicina A, el cianuro y la azida.
Los desacoplantes, como el dinitrofenol y la valinomicina, permiten el paso de iones a través de la membrana sin activar la ATPasa, lo que elimina los gradientes de pH e iónicos.

Respiración Anaerobia

Algunos procariotas pueden usar aceptores de electrones diferentes del oxígeno en condiciones anóxicas.
El nitrato (NO3-) puede ser usado como aceptor de electrones, siendo reducido a nitrito (NO2-).
La cadena transportadora de electrones se reestructura en condiciones anaerobias con nitrato como aceptor final de electrones.

Fosforilación Oxidativa

La hipótesis quimiosmótica explica la fosforilación oxidativa.
La cadena transportadora de electrones está organizada para transportar protones hacia afuera de la matriz mitocondrial o de la membrana plasmática de procariotas.
El movimiento de protones genera una fuerza motriz de protones (FMP).
La FMP impulsa la síntesis de ATP cuando los protones regresan a la matriz mitocondrial.
La FMP también puede impulsar el transporte de moléculas a través de las membranas y la rotación de los flagelos bacterianos.

Reductores de azufre

Algunos microorganismos pueden usar azufre como aceptor de electrones.
Desulfuromonas acetoxidans puede oxidar acetato o etanol a CO2 y reducir azufre a sulfuro de hidrógeno.
Los reductores de azufre pueden usar también Fe³+ como aceptor de electrones.

Fermentación

Algunos quimioorganótrofos no realizan la respiración debido a que carecen de cadenas de transporte de electrones o las reprimen en condiciones anóxicas.
La fermentación se usa para regenerar el NAD+ a partir del NADH producido durante la glucólisis.
La fermentación utiliza piruvato o sus derivados como aceptor de electrones.
La fermentación no utiliza fosforilación oxidativa, por lo que su rendimiento de ATP es menor.

Características comunes de las fermentaciones

Se oxida parcialmete el sustrato
El ATP se forma por fosforilación a nivel de sustrato
No se necesita oxígeno

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