CADENA CADENA TRANSPORTADORA DE TRANSPORTADORA DE

ELECTRONESELECTRONES

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

La La CTECTE comprende dos procesos: comprende dos procesos: LosLos electrones electrones son transportados son transportados a lo largoa lo largo de la de la

membrana, de un complejo de proteínas transportador membrana, de un complejo de proteínas 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 desde el interior interior o o matriz matriz hacia el espacio intermembrana. Esto hacia el espacio intermembrana. Esto construye un construye un gradiente de protonesgradiente de protones. . El oxígenoEl oxígeno es el es el aceptor terminal del electrónaceptor terminal del electrón, combinándose con , combinándose con electrones e iones H+para producir electrones e iones H+para producir agua.agua.

MITOCONDRIASMITOCONDRIAS

COMPONENTES DE LA CADENA COMPONENTES DE LA CADENA RESPIRATORIARESPIRATORIA

Los tres componentes de la cadena respiratoria Los tres componentes de la cadena respiratoria son: 3 grandes complejos proteicos con son: 3 grandes complejos proteicos con moléculas transportadoras y sus enzimas moléculas transportadoras y sus enzimas correspondientes, un componente no proteico: correspondientes, un componente no proteico: UBIQUINONA (Q) que están embebidos en la UBIQUINONA (Q) que están embebidos en la membrana y una pequeña proteína llamada membrana y una pequeña proteína llamada citocromo c que es periférica y se ubica en el citocromo c que es periférica y se ubica en el espacio intermembrana, pero afdosado espacio intermembrana, pero afdosado laxamente a la membrana. interna. laxamente 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. Ambos de su substrato. Ambos electrones pero sólo un electrones pero sólo un protón (ion hidruro protón (ion hidruro :H-)son transferidos al :H-)son transferidos al NAD+, formando NADH NAD+, formando NADH mas un protón libre, H+, mas un protón libre, H+, el cual es liberado al el cual es liberado al mediomedio

DINUCLEOTIDO DE DINUCLEOTIDO DE FLAVINADENINAFLAVINADENINA

COENZIMA QCOENZIMA Q

CITOCROMOSCITOCROMOS

El NADH+H+:pasa los electrones a través del 1º El NADH+H+:pasa los electrones a través del 1º complejo (complejo (NADH-Q reductasaNADH-Q reductasa) hasta la ) hasta la ubiquinonaubiquinona, , los iones H+ traspasan la membrana hacia el espacio los iones H+ traspasan la membrana hacia el espacio intermembrana. intermembrana.

el 2º complejo (el 2º complejo (citocromo c reductasacitocromo c reductasa) transfiere ) transfiere electrones desde la electrones desde la QQ a el a el citocromo ccitocromo c, generando un , generando un nuevo bombeo de protones al exterior. nuevo bombeo de protones al exterior.

el 3º complejo es una el 3º complejo es una citocromo c oxidasacitocromo c oxidasa, pasa los , pasa los e- del citocromo c al e- del citocromo c al oxígenooxígeno, el oxígeno reducido (1/2 , el oxígeno reducido (1/2 O2-) toma dos iones H+ y forma O2-) toma dos iones H+ y forma H2OH2O. .

Balance neto: los electrones entran a la Balance neto: los electrones entran a la CTECTE desde desde portadores tales como el NADH o el FADH, llegan a la portadores tales como el NADH o el FADH, llegan a la "oxidasa terminal" (una oxígeno-reductasa) y se "oxidasa terminal" (una oxígeno-reductasa) y se "pegan" al oxígeno. En el animación se muestra como "pegan" al oxígeno. En el animación se muestra como el NADH transfiere iones H+ y electrones dentro de la el NADH transfiere iones H+ y electrones dentro de la cadena transportadora de electrones. La secuencia de cadena transportadora de electrones. La secuencia de eventos se observa en la siguiente animación:eventos se observa en la siguiente animación:

FOSFORILACIÓNFOSFORILACIÓN

OXIDATIVA OXIDATIVA

FOSFORILACIÓN OXIDATIVAFOSFORILACIÓN OXIDATIVA

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

Los protonesLos protones son transferidos son transferidos a través dea través de la la membrana, desde la matriz al espacio membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado del transporte intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se originan cuando el de electrones que se originan cuando el NADHNADH cede un hidrógeno. La continuada cede un hidrógeno. La continuada producción de esos protones crea un producción de esos protones crea un gradiente de protonesgradiente de protones. .

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 fluyendo resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana: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 través nuevamente en la matriz mitocondrial a través de los canales que forma el complejo enzimático de los canales que forma el complejo enzimático de la de la ATP sintetasaATP sintetasa. Esta entrada se acopla a . Esta entrada se acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y Fosfato (Pi) la síntesis de ATP a partir de ADP y Fosfato (Pi)

INHIBIDORES DE LA INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVAFOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Numerosos productos químicos pueden bloquear la Numerosos productos químicos pueden bloquear la transferencia de electrones en la cadena respiratoria, o transferencia de electrones en la cadena respiratoria, o la transferencia de electrones al oxígeno. Todos ellos la transferencia de electrones al oxígeno. Todos ellos son potentes venenos, entre ellos son potentes venenos, entre ellos

Monóxido de CarbonoMonóxido de Carbono : se combina directamente con : se combina directamente con la citocromo oxidasa terminal, y bloque la entrada de la citocromo oxidasa terminal, y bloque la entrada de oxígeno a la misma. oxígeno a la misma.

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

Desacoplantes e inhibidoresDesacoplantes e inhibidores

Un bloqueante o inhibidor capta los electrones Un bloqueante o inhibidor capta los electrones de la cadena respiratoria e impide que de la cadena respiratoria e impide que continuen su recorrido entre los complejos continuen su recorrido entre los complejos transportadores de electrones, por esto se transportadores de electrones, por esto se inhibe el consumo de oxígeno y la formación de inhibe el consumo de oxígeno y la formación de ATP. Un desacoplante forma poros en la ATP. Un desacoplante forma poros en la membrana interna de la mitocondria y los membrana interna de la mitocondria y los protones pasan de un lado a otro de la protones pasan de un lado a otro de la membrana, no se forma el gradiente de membrana, no se forma el gradiente de protones y por ello aunque la cadena protones y por ello aunque la cadena respiratoria funcione no hay síntesis de ATP.respiratoria funcione no hay síntesis de ATP.