LA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES Y LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

El oxalacetato

• El oxalacetato se necesita para la gluconeogénesis, un proceso que se lleva a cabo principalmente en el citosol.
• El oxalacetato también se utiliza para la síntesis de aminoácidos, incluidos el aspartato y sus derivados, que a su vez se utilizan para la síntesis de bases púricas y pirimidínicas.

Transporte de electrones

• Los organismos vivos consumen oxígeno y producen dióxido de carbono como parte de su metabolismo.
• La oxidación biológica implica la transferencia de electrones a través de una serie de etapas.
• En un primer paso, los electrones de las oxidaciones se utilizan para reducir el NAD y FAD a NADH + H+ y FADH2, respectivamente.
• Los electrones almacenados en estas coenzimas se transfieren a la cadena de transporte de electrones a través de la reoxidación mitocondrial de NADH + H+ y FADH2 de nuevo a NAD y FAD.
• Los electrones pasan secuencialmente a través de una serie de centros rédox (complejos mitocondriales) para reducir finalmente el oxígeno a agua.
• Este proceso, llamado respiración celular, es la forma principal de obtener energía a nivel celular.

Respiración celular

• La respiración celular implica la transferencia de electrones de las biomoléculas al oxígeno.
• La respiración celular se lleva a cabo en las mitocondrias de las células eucariotas.
• En las células procariotas que carecen de mitocondrias, la respiración celular se produce en la membrana plasmática.

Complejos y transporte electrónico

• La mayoría de los electrones que se utilizan en la cadena de transporte de electrones provienen de la acción de las deshidrogenasas, que recogen los electrones de varios procesos catabólicos y los canalizan hacia los aceptores universales de electrones (principalmente NAD y FAD).
• Los electrones de NAD y FAD se transfieren a una serie de transportadores asociados a la membrana interna de la mitocondria conocidos como complejos.
• Estos complejos transportadores de electrones son de naturaleza proteica y contienen varios cofactores que pueden aceptar y donar electrones.
• Los principales cofactores son la ubiquinona (coenzima Q), los citocromos y las proteínas con agrupaciones sulfoférricas (centros Fe-S).
• El movimiento de los electrones a través de los complejos se produce en orden creciente de afinidad electrónica.

Creación de un gradiente electroquímico

• El complejo IV, también conocido como citocromo c oxidasa, es responsable de reducir el oxígeno molecular a agua.
• Este complejo transfiere cuatro protones hacia el espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico.
• Este gradiente es utilizado para impulsar la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi a través de la fosforilación oxidativa.

Resumen de la cadena de transporte de electrones:

• Los electrones del NADH + H+ se transfieren a través de los complejos I, III y IV hasta el oxígeno.
• El FADH2 transfiere sus electrones a través de los complejos II, III, IV hasta el oxígeno.
• Finalmente, se crea agua como producto final de la transferencia de electrones a través de la cadena de transporte.
• El NADH + H+ crea un gradiente electroquímico más grande que el FADH2, ya que utiliza el complejo I, que transfiere protones al espacio intermembrana.
• Los electrones del FADH2 se transfieren a la cadena de transporte a través de los complejos II (succinato deshidrogenasa del ciclo de Krebs), que transfiere electrones a la ubiquinona.
• Otras enzimas también transfieren los electrones del FADH2 a la ubiquinona.

Riesgos de la cadena transportadora de electrones

• La utilización de la cadena transportadora de electrones y del oxígeno implica riesgos para la célula.
• Estos riesgos se derivan de la capacidad oxidante del oxígeno y la formación de radicales libres, que pueden provocar daño oxidativo a las biomoléculas.

Este cuestionario explora el rol del oxalacetato en la gluconeogénesis y la síntesis de aminoácidos. Además, trata sobre el transporte de electrones en el metabolismo celular, destacando la oxidación biológica y la función de coenzimas como NADH y FADH2 en la cadena respiratoria. Pon a prueba tus conocimientos sobre estos conceptos clave en bioquímica.