La cadena de transporte de electrones es una serie de proteínas y moléculas orgánicas que se encuentran en la membrana interior de la mitocondria.
¿Qué se produce en la cadena de transporte de electrones?
Cadena de Transporte de Electrones | Concise Medical Knowledge La cadena de transporte de electrones envía electrones a través de una serie de proteínas, que generan un gradiente electroquímico de protones que producen energía en forma de adenosin trifosfato (ATP, por sus siglas en inglés).
- Las proteínas generan energía a través de reacciones redox que crean el gradiente de protones.
- El catabolismo aeróbico completo de 1 molécula de glucosa produce entre 36 y 38 ATP, principalmente a través de la energía obtenida a medida que las coenzimas reducidas nicotinamida adenina dinucleótido hidruro (NADH, por sus siglas en inglés) y flavín adenín dinucleótido hidruro 2 (FADH 2, por sus siglas en inglés) se transportan a través del sistema de transporte de electrones.
Tres de los 4 complejos respiratorios que componen la cadena respiratoria mitocondrial, así como la ATP sintasa, están incrustados en la membrana mitocondrial interna. La coenzima Q y el citocromo c transfieren electrones entre los complejos, que finalmente se encontrarán con el oxígeno y generarán H 2 O.
- Mitocondrias:
- Organelos de doble membrana
- Generan energía para la célula en forma de adenosin trifosfato (ATP)
- Proporcionan señales importantes para el cuerpo y ayudan en la diferenciación celular y la muerte celular
- Las membranas interna y externa rodean las mitocondrias:
- Compuestas por una bicapa de fosfolípidos y proteínas
- Membrana interna:
- Alberga proteínas que generan reacciones necesarias para la cadena de transporte de electrones (e.g., ATP sintasa).
- Posee invaginaciones llamadas crestas, que albergan los complejos respiratorios
- Las crestas son pliegues que aumentan el área de superficie de la membrana interna y aumentan efectivamente la capacidad respiratoria de las mitocondrias.
- La membrana interna es permeable solamente al O 2, CO 2 y H 2 O
- Matriz: espacio dentro de la membrana interna
- Hogar de proteínas importantes: enzimas e intermediarios del ciclo del ácido cítrico y oxidación del piruvato
- Contiene el genoma del ácido desoxirribonucleico (ADN) mitocondrial
- El adenosin difosfato (ADP, por sus siglas en inglés) y el fosfato inorgánico (P i ) se transportan específicamente a la matriz a medida que se transporta hacia afuera el ATP recién sintetizado.
- Membrana externa: contiene porinas que permiten la difusión de iones y metabolitos
- El paso de metabolitos, como ATP, ADP, iones de calcio (Ca 2+ ) y fosfato, es un proceso mediado por proteínas de transporte:
- Almacena canales de aniones dependientes de voltaje, que permiten el tránsito de nucleótidos y iones
- Permite la generación de gradientes iónicos
- Los transportadores específicos llevan piruvato, ácidos grasos y aminoácidos o sus derivados alfa-ceto a la matriz para acceder a la maquinaria del ciclo del ácido cítrico.
- El paso de metabolitos, como ATP, ADP, iones de calcio (Ca 2+ ) y fosfato, es un proceso mediado por proteínas de transporte:
- Espacio intermembranal: entre las membranas externa e interna
- Contiene las mismas moléculas pequeñas que están presentes en el citosol
- Región controlada con diferentes proteínas más grandes que están reguladas por la membrana externa
Anatomía de la mitocondria:Las estructuras importantes de la mitocondria incluyen la membrana externa, el espacio intermembranal, la membrana interna y la matriz. Imagen por Lecturio.
- NADH: ubiquinona oxidorreductasa
- El complejo enzimático mueve 2 electrones del NADH a un transportador (ubiquinona) a través de una reacción redox que transloca 4 protones.
- Los protones son bombeados desde la matriz al espacio intermembranal.
- Succinato deshidrogenasa
- Entrega electrones para el grupo de quinonas
- Transfiere FAD a la quinona
- Coenzima Q-citocromo c reductasa
- 4 protones translocados al espacio intermembranal
- Complejo inhibido por el dimercaprol
- Citocromo c oxidasa
- 4 electrones se transfieren a O 2 y producen 2 moléculas de H 2 O.
- 8 protones agregados al gradiente de protones
- Membrana mitocondrial interna:
- Mayormente impermeable a moléculas y iones como los iones de hidrógeno (H + )
- Separa los intermediarios y las enzimas de las rutas metabólicas que se encuentran en el citosol de las que se encuentran en la matriz mitocondrial
- Alberga cofactores que se redujeron a lo largo de las vías catabólicas que ocurren en diferentes compartimentos celulares
- Lleva el compartimento de la cadena respiratoria y ATP sintasa
- Matriz mitocondrial:
- Contiene las enzimas del complejo piruvato deshidrogenasa
- También contiene las enzimas del ciclo del ácido cítrico, la vía de oxidación beta de los ácidos grasos y otras vías involucradas en la oxidación de aminoácidos
- Aquí, el transporte de electrones a través de 3 complejos respiratorios está acoplado al bombeo de protones hacia el exterior.
Membranas mitocondriales: Las proteínas clave se muestran dentro de la membrana interna. El ciclo del ácido cítrico es crucial para el proceso, ya que proporciona NADH para la cadena de transporte de electrones. Imagen por Lecturio.
- La cadena de transporte de electrones está ligada a la fosforilación oxidativa a través del gradiente de protones.
- La ATP sintasa aprovecha el gradiente de protones a través de la fosforilación oxidativa para generar ATP:
- La ATP sintasa funciona como un canal iónico para que los protones regresen a la matriz mitocondrial.
- La energía es generada por el flujo de protones, que se utiliza para la síntesis de ATP.
- Existen numerosas formas de generar ATP:
- Glucólisis:
- Se producen 2 ATP durante la glucólisis.
- 2 NAD + se reducen a NADH.
- A continuación, se utilizan 2 moléculas de piruvato para producir 2 moléculas de acetil-CoA mediante la piruvato deshidrogenasa, que produce 1 NADH cada una.
- 2 moléculas de acetil-CoA ingresan al ciclo del ácido cítrico, donde se condensan con oxaloacetato y generan:
- 2 guanosin trifosfato (GTP, por sus siglas en inglés), que se convierten en 2 ATP
- 6 NADH
- 2 FADH 2
- Glucólisis:
- La cadena de transporte de electrones es crucial para configurar el gradiente de protones:
- Cada NADH entra en la cadena de transporte de electrones en el complejo I, donde se reoxida y pasa sus electrones al CoQ.
- Los electrones fluyen de la CoQ al complejo III, que los retransmite a través del citocromo c al complejo IV.
- Aquí, son aceptados por el O 2,
- Tanto el complejo I como el III transportan 4 protones cada uno al espacio intermembrana, mientras que el complejo IV bombea 2 al espacio intermembrana por cada par de electrones.
- Los 6 NADH producidos durante el ciclo del ácido cítrico producen 60 protones en el espacio intermembranal.
- 2 ATP generados durante la glucólisis y 2 producidos en el ciclo del ácido cítrico
| Enzimas catalizadoras en el paso de la oxidación | Número de NADH o FADH 2 formados | Número de protones finalmente translocados al espacio intermembranal |
|---|---|---|
| Acil-CoA deshidrogenasa | 7 FADH 2 | 42 |
| Beta-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa | 7 NADH | 70 |
| Isocitrato deshidrogenasa | 8 NADH | 80 |
| Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa | 8 NADH | 80 |
| Succinato deshidrogenasa | 8 FADH 2 | 48 |
| Malato deshidrogenasa | 8 NADH | 80 |
| Total | 400 |
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- El ADP intracelular y el ATP son medidas del estado energético de una célula.
- La regulación de los puntos de control de la glucólisis y del ciclo del ácido cítrico por el NADH y los metabolitos proporcionan un suministro adecuado de electrones para alimentar la cadena de transporte de electrones:
- Fosfofructoquinasa
- Piruvato deshidrogenasa
- Citrato sintasa
- Isocitrato deshidrogenasa
- Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
- Los niveles elevados de NADH y acetil-CoA dificultan la oxidación del piruvato a acetil-CoA.
- Una proporción elevada de NADH/NAD + dificulta las reacciones de deshidrogenasa del ciclo del ácido cítrico.
- Cuando la demanda de ATP disminuye, el ATP aumenta y el ADP disminuye.
- Como el ADP activa la isocitrato deshidrogenasa y el ATP inhibe la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa, el ciclo del ácido cítrico se ralentiza.
- La desaceleración hace que se acumule la concentración de citrato.
- El citrato sale de la mitocondria a través de un sistema de transporte específico y, una vez en el citosol, actúa para restringir la descomposición de los carbohidratos al inhibir la fosfofructoquinasa.
- Ahmad, M, Woiberg, A, Kahwaji, CI. (2020). Biochemistry, electron transport chain. StatPearls. Retrieved May 26, 2021, from
- Cooper, GM. (2000). The mechanism of oxidative phosphorylation. The Cell: A Molecular Approach.2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
- Alberts, B, Johnson, A, Lewis, J, et al. (2002). Electron-transport chains and their proton pumps. Molecular Biology of the Cell.4th edition. New York: Garland Science.
: Cadena de Transporte de Electrones | Concise Medical Knowledge
¿Cuáles son los tipos de transportadores de electrones?
Existen 5 tipos de moléculas transportadoras de electrones en éste proceso: NAD+ y NADP. Flavoproteínas. Ubiquinona.
¿Qué función realiza la ATP sintasa?
La ATP sintasa (ATPasa o F1/Fo ATPasa o Complejo V) es la enzima encargada de acoplar el transporte de electrones y la síntesis de ATP o fosforilación oxidativa, en la respiración celular.
¿Qué ocurre en el complejo II de la cadena de transporte de electrones?
El complejo II (succinato-Q oxidorreductasa). Este complejo forma un segundo punto de entrada a la cadena de transporte de electrones, utilizando el producto succinato del ciclo TCA. Complejo III (Q-citocromo c oxidorreductasa).
¿Cómo se llaman los 4 medios de transporte?
23 mar. Cuando coloquialmente se habla de transporte y de tipos de transporte, lo mas habitual es mencionar las formas de transporte mas conocidas y reconocidas: carretera, aéreo, marítimo y en menor caso el ferrocarril.
¿Cómo funciona la cadena de distribución?
Noticias | Qué es la correa y cadena de distribución 9 junio 2022 · minutos de lectura 
Abre el capó y observa qué tipo de sistema de distribución posee tu motor. Conocer la diferencia entre cadena y correa de distribución puede ser ventajoso al momento de elegir tu próximo vehículo, o hacerle mantenimiento a este componente tan esencial.
- La correa y cadena de distribución son sistemas que permiten transmitir el movimiento y la fuerza mecánica generada por el motor a otros componentes.
- Este movimiento se sincroniza con el cigüeñal, el alternador, los árboles de levas y otros elementos para echar a andar el vehículo.
- La principal función de correa de distribución es -como su nombre lo indica- distribuir el movimiento generado por el motor a los diferentes componentes a través de las poleas.
Por lo general, está fabricada de materiales ligeros, como el caucho de fibra, la goma o el nylon. En todos los motores se requiere de por lo menos una correa para poner en funcionamiento componentes de tipo auxiliar, como el aire acondicionado, el ventilador y el alternador.
Las correas de distribución empleadas en los componentes auxiliares del vehículo se ramifican en diferentes tipos. Las podrás conseguir de tipo trapezoidal lisa y la dentada. Puede durar aproximadamente 35,000 a 100,000 km antes del cambio. Por su parte, la correa de ventilación acanalada Ribstar, suele ser un poco más flexible y es más eficaz al momento de transmitir la energía mecánica que proviene del motor.
Su duración se encuentra rondando los 100,000 km. Las correas Syncrostar (Za-Za-ZBS), son uno de los tipos de correa de distribución más silenciosos durante la operación. Suelen ser mucho más ligeras y económicas que otros modelos, y poseen gran resistencia.
- Igualmente, las correas de Supertorque, posee dientes redondeados que engranan de forma rápida y segura en las poleas, disminuyendo el nivel de ruido.
- Son resistentes al estiramiento y pueden variar en tamaño y espesor de acuerdo con el modelo del automóvil.
- Ambos sistemas poseen sus ventajas y desventajas, en cuanto a costo, calidad, durabilidad y nivel de ruido.
El peso de una correa de distribución es mucho menor a la cadena de un vehículo. Se caracteriza por ser una de las opciones más económicas del mercado en temas de distribución. Por su parte, las cadenas de distribución suelen ser mucho más resistentes al desgaste y la rotura, pero producen un ruido mucho mayor durante el funcionamiento del motor.
- Otro aspecto digno de considerar es la duración.
- Mientras que la vida útil de una correa puede llegar a los 100,000 y 120,000 km, una cadena puede mantener su funcionamiento incluso durante los 250,000 km, lo que hace que sea una opción bastante rentable a mediano y largo plazo.
- Luego de conocer todos los detalles relacionados a la correa y cadena de distribución, es importante que aprendas a realizar un cambio de correa de distribución.
Esto te permitirá estar preparado ante cualquier situación que pueda presentarse en la vía. Por otra parte, para realizar cualquier mantenimiento donde te entregarán un servicio de calidad y garantizado. : Noticias | Qué es la correa y cadena de distribución
¿Cómo se lleva a cabo la fosforilación oxidativa?
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La fosforilación oxidativa es un proceso metabólico en el que se aprovecha la energía para la producción de ATP. El proceso ocurre en las mitocondrias. Los electrones liberados a través de la oxidación de la glucosa se transportan al supercomplejo de fosforilación oxidativa a través de FMNH2. Los electrones pasan a través de una notable cadena de transporte de electrones a lo largo y a través de la membrana mitocondrial. La cadena de transporte de electrones libera pequeñas cantidades de energía con cada transferencia de electrones, y el transporte se acopla al bombeo de protones a través de la membrana mitocondrial. Eventualmente, los electrones se entregan al oxígeno molecular, el cual se reduce al agua. Finalmente, los protones que se han reunido en el borde de la membrana mitocondrial se vuelven en cascada, girando una rueda de molino molecular que impulsa la fabricación de ATP. El ATP se utiliza para alimentar procesos en toda la celda. Las mitocondrias son el sitio de actividad metabólica en la célula eucariota. El ciclo del ácido cítrico ocurre dentro de la matriz mitocondrial, catalizado por una variedad de enzimas metabólicas. Por esta razón, a las mitocondrias a veces se les llama “las centrales eléctricas de la célula”. La fosforilación oxidativa juega un papel central en esta producción, recolectando electrones de NADH y succinato para fabricar ATP. 
Los complejos involucrados en la fosforilación oxidativa están incrustados en la membrana mitocondrial interna. En la imagen de abajo, la porción inferior de la membrana mitocondrial externa es visible en la parte superior. La membrana mitocondiral interna se extiende a lo largo de la mitad de la imagen. 
Cada complejo es en realidad una colección de diferentes proteínas; el Complejo I solo está compuesto por más de 40 subunidades proteicas, pero en la imagen de arriba cada complejo se ha simplificado a un bloque monolítico. Cada complejo tiene su propio papel especializado.
Tanto el Complejo I como el Complejo II sirven como puntos de entrada para los electrones en la cadena respiratoria de transporte de electrones. El complejo I acepta electrones del NADH, producidos en la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. El complejo II acepta electrones del succinato, que es uno de los intermedios en el ciclo del ácido cítrico.
De hecho, el Complejo II es una parte integral del ciclo del ácido cítrico, ya que lleva a cabo un paso clave en ese proceso.
Los complejos I y II son los puntos de entrada para los electrones en la cadena de transporte de electrones.
Tanto el Complejo I como el Complejo II liberan pequeñas cantidades de energía a medida que los electrones ruedan energéticamente cuesta abajo a sitios de mayor y mayor potencial de reducción. Los electrones se transportan luego al mismo aceptor, el Complejo III, a través de una molécula portadora de electrones soluble en lípidos.
- Pequeñas cantidades de energía se liberan a medida que los electrones se mueven a sitios de mayor potencial de reducción.
- El complejo IV es el destino final de la cadena de transporte de electrones.
- En el Complejo IV, los electrones se utilizan para convertir O 2 a H 2 O.
Los complejos I, III y IV utilizan la energía liberada de la cadena de transporte de electrones para bombear protones desde la matriz hacia el espacio intermembrana. El gradiente de protones que resulta a través de la membrana mitocondrial interna se utiliza para impulsar la producción de ATP en el complejo V.
- Los complejos I, III y IV utilizan la energía liberada de la cadena de transporte de electrones para bombear protones a través de la membrana mitocondrial interna.
- El gradiente de protones a través de la membrana impulsa una rueda de nanomolino utilizada para fabricar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
En las siguientes páginas veremos más de cerca cada uno de los complejos que participan en este proceso. Visite una descripción general de la fosforilación oxidativa en Biochemistry Online de Henry Jakubowski.
¿Dónde se lleva a cabo el ciclo de Cori?
Ciclo que tiene lugar en el metabolismo de los hidratos de carbono, en el que el glucógeno muscular se oxida a ácido láctico; este llega al hígado, donde se convierte, vía gluconeogénesis, en glucosa, la cual es transportada nuevamente al músculo, donde se almacena como glucógeno.
¿Dónde se produce el ATP en las bacterias?
Ofelia Ferrera Rodríguez, Randy Ortiz Castro, Greta Hanako Rosas Saito, Alexandro G. Alonso S. – Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares; no tienen núcleo ni organelos; pero como todo ser vivo, respiran, se alimentan, se adaptan al medio, se comunican, se reproducen y también respiran, pero ¿Cómo lo hacen? Escherichia coli, es una bacteria bastante común que generalmente habita en el intestino de algunos organismos de sangre caliente sin causar enfermedad, pero también puede provocar infecciones cuando su población crece sin control en el huésped; es capaz de sobrevivir en cuerpos de agua o el suelo; una de las cosas que le permite adaptarse a sitios tan distintos, es que, puede respirar empleando diferentes moléculas que le ayudan a generar energía.
Todos los seres vivos respiran para obtener energía química (principalmente en forma de ATP o GTP y en forma de moléculas capaces de atrapar y transferir electrones (e-) como FADH2 y NADH). La respiración se logra gracias a un conjunto de reacciones enzimáticas y reacciones de óxido-reducción (en las que un compuesto pasa electrones (e-) y se oxida, mientras que otro recibe electrones y se reduce ).E.
coli puede respirar dependiendo de lo que hay a su alcance produciendo las enzimas que requiere. Las enzimas, son herramientas hechas de proteína que las células de los seres vivos producen a partir de la información en su ADN. Durante la respiración, el aceptor final de electrones es el compuesto que recibe e- al final de la cadena transportadora de electrones. Lo que ocurre durante la respiración aerobia o anaerobia es parecido a lo que pasa en una planta hidroeléctrica, donde la energía se obtiene porque el flujo de agua se convierte en energía mecánica y después en eléctrica; en la respiración el flujo de electrones se convierte en energía química útil para las diversas funciones de la célula. La enzima piruvato deshidrogenasa, combina piruvato con coenzima-A formando NADH, CO2 y acetil coenzima A (acetil-CoA) que se aprovecha en el Ciclo de Krebs que es una serie de reacciones en las que participan 6 enzimas que oxidan acetil-CoA y la convierten en dióxido de carbono, 3 NADH +3H y otras moléculas.
Los e- atrapados en los NADH y los protones (H+) producidos anteriormente se utilizan en la fosforilación oxidativa y en la fuerza protón motriz, que son otras formas celulares de obtener energía. Los e- pasan por una serie de reacciones conocida como cadena transportadora de electrones, que en el caso de la respiración aerobia, está integrada por: deshidrogenasa, quinonas, citocromos y oxidasa terminal que pasa e- al O2.
Simultáneamente se bombean H+ hacia fuera de la célula; tal como el agua acumulada en una presa genera energía al pasar por compuertas; los H+ acumulados producen energía (en forma de ATP) a su paso por la ATP-sintasa hacia adentro de la bacteria. En la respiración anaerobia, la cadena transportadora de e- está integrada por otras proteínas y enzimas como: la nitrato reductasa o la fumarato reductasa acorde con el aceptor de e- disponible.
¿Dónde se realiza la respiración celular en bacterias?
¿Dónde se produce la respiración celular? La respiración celular se produce en el citoplasma, en el caso de la glucólisis; y en la mitocondria, para el resto de las etapas (oxidación del piruvato, ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa), en células eucariotas.
¿Que se encuentra en la membrana interna de la mitocondria?
La membrana interna de la mitocondria contiene las proteínas de los transportadores de la cadena electrónica y es la barrera que permite la formación del gradiente de H + para la producción de ATP a través de la ATP sintasa.
¿Cómo se lleva a cabo el proceso de respiración en las bacterias?
Ofelia Ferrera Rodríguez, Randy Ortiz Castro, Greta Hanako Rosas Saito, Alexandro G. Alonso S. – Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares; no tienen núcleo ni organelos; pero como todo ser vivo, respiran, se alimentan, se adaptan al medio, se comunican, se reproducen y también respiran, pero ¿Cómo lo hacen? Escherichia coli, es una bacteria bastante común que generalmente habita en el intestino de algunos organismos de sangre caliente sin causar enfermedad, pero también puede provocar infecciones cuando su población crece sin control en el huésped; es capaz de sobrevivir en cuerpos de agua o el suelo; una de las cosas que le permite adaptarse a sitios tan distintos, es que, puede respirar empleando diferentes moléculas que le ayudan a generar energía.
- Todos los seres vivos respiran para obtener energía química (principalmente en forma de ATP o GTP y en forma de moléculas capaces de atrapar y transferir electrones (e-) como FADH2 y NADH).
- La respiración se logra gracias a un conjunto de reacciones enzimáticas y reacciones de óxido-reducción (en las que un compuesto pasa electrones (e-) y se oxida, mientras que otro recibe electrones y se reduce ).E.
coli puede respirar dependiendo de lo que hay a su alcance produciendo las enzimas que requiere. Las enzimas, son herramientas hechas de proteína que las células de los seres vivos producen a partir de la información en su ADN. Durante la respiración, el aceptor final de electrones es el compuesto que recibe e- al final de la cadena transportadora de electrones. Lo que ocurre durante la respiración aerobia o anaerobia es parecido a lo que pasa en una planta hidroeléctrica, donde la energía se obtiene porque el flujo de agua se convierte en energía mecánica y después en eléctrica; en la respiración el flujo de electrones se convierte en energía química útil para las diversas funciones de la célula. La enzima piruvato deshidrogenasa, combina piruvato con coenzima-A formando NADH, CO2 y acetil coenzima A (acetil-CoA) que se aprovecha en el Ciclo de Krebs que es una serie de reacciones en las que participan 6 enzimas que oxidan acetil-CoA y la convierten en dióxido de carbono, 3 NADH +3H y otras moléculas.
Los e- atrapados en los NADH y los protones (H+) producidos anteriormente se utilizan en la fosforilación oxidativa y en la fuerza protón motriz, que son otras formas celulares de obtener energía. Los e- pasan por una serie de reacciones conocida como cadena transportadora de electrones, que en el caso de la respiración aerobia, está integrada por: deshidrogenasa, quinonas, citocromos y oxidasa terminal que pasa e- al O2.
Simultáneamente se bombean H+ hacia fuera de la célula; tal como el agua acumulada en una presa genera energía al pasar por compuertas; los H+ acumulados producen energía (en forma de ATP) a su paso por la ATP-sintasa hacia adentro de la bacteria. En la respiración anaerobia, la cadena transportadora de e- está integrada por otras proteínas y enzimas como: la nitrato reductasa o la fumarato reductasa acorde con el aceptor de e- disponible.