CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES

Vista previa del material en texto

¿QUÉ ES?
Es un proceso fundamental tanto para procariotas como para eucariotas a la hora de obtener energías, ya que sino pasamos por esta fase, que es la fase que sigue a la glucolisis y al ciclo del Krebs obtendríamos muy poca energía, la cadena de transporte electrónico aprovecha todo el poder reductor, es decir todo NADH, el FAH2, todo lo que se ha producido en fases anteriores como la glucolisis o el ciclo de Krebs se almacena en la célula, y este poder reductor es usado en la última fase que es la fase de oxidación oxidativa.
¿DONDE?
Todo este complejo se da en las eucariotas dentro de las mitocondrias, en las cresctas mitocondriales, y en procariotas en membrana plasmática.
FUNCIONES
La misión de la cadena transportadora de electrones es la de crear un gradiente electroquímico. La cadena reoxida el NADH FADH2 en energía liberada en forma de ATP. El gradiente es utilizado para generar ATP mediante la ATP sintasa.
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES ()
La cadena transporte de electrones, como su nombre lo dice, son una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana interna dela mitocondria con la finalidad de crear un gradiente electroquímico (el cual se consigue mediante el flujo de electrones) para producir ATP
Consta de proteínas transportadoras que son 4: 
1. Complejo I o NADH Deshidrogenasa
2. Complejo II o Succinato Deshidrogenasa (esta se encuentra en el ciclo de Krebs, única enzima de todo el ciclo de Krebs que forma parte del transporte de electrones)
3. Complejo III o Citocromo bc1
4. Complejo IV o Citocromo Oxidasa
De estas 4 hay una que no participa en el gradiente electroquímico, el complejo 2 no es una bomba de protones
La Fosforilacion oxidativa: que es el paso final, aquí es donde se produce la síntesis de ATP utilizando energía que se genero gracias al gradiente de protones, la proteína que hace esto se llama Complejo F0F1 de ATP Sintasa, la cual se encuentra a lo largo de toda la membrana interna. La ATP sintasa actúa como un canal que devuelve los protones a la matriz mitocondrial y en el paso la energía de estos protones se utiliza para producir ATP fosforilando a el ADP con un Pi (fosfato inorgánico)
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Esto que tenemos aquí es una mitocondria, podemos observar a la matriz que es donde se produce el ciclo de Krebs, podemos también observar los ribosomas, la membrana externa e interna, el espacio intermembranoso y las crestas. Ese pequeño cuadrito que esta de color rojo es donde ocurre las cadenas de transporte de electrones, y allí podemos observar al ciclo de Krebs en la matriz, que genera FADH Y NADH, arriba tenemos el NADH y abajo el FADH, estas figuritas azules son las proteínas, son los complejos 1, 2, 3 y 4. En la esquina superior izquierda se ve el ATP sintasa es donde ocurre la fosforilacion oxidativa.
En la mano derecha es donde tenemos al ATP Sintasa I o también llamado NADH deshidrogenasa, es el complejo 1, después sigue el complejo 3 y el complejo 4.
lo que hace este complejo 1 es convertir la NADH en NAD, esa energía que se libera va a producir que los hidrogeniones reduzcan el oxígeno en agua, estos dos electrones sirven como energía que se utiliza para bombear los protones a través de la membrana interna de la mitocondria, esos dos electrones van a ir a la Coenzima Q o UBIQUINONA.
Ahora el complejo II Succinato Deshidrogenesa que desde luego no pasa protones, el complejo III está a lado izquierdo de él, es el que va a pasar los protones, lo que hara el complejo II es convertir el FADH en FAD donde también tenemos a la Coenzima Q o UBIQUINONA donde se va a generar dos hidrogeniones, esos dos hidrogeniones a través del complejo III va a pasar los dos hidrogeniones, aumentando los protones en el espacio intermembrana
REACCIONES REDOX
Los electrones pasan de un miembro de la cadena de transporte al siguiente en una serie de reacciones redox. La energía liberada en estas reacciones se captura como un gradiente de protones, el cual se utiliza a su vez para para formar ATP en el proceso quimiosmosis.
Estas están conformadas por un elemento que dona y uno que acepta.
En conjunto, la cadena de transporte de electrones y la quimiosmosis constituyen la fosforilación oxidativa. 
Todos los electrones que entran en la cadena de transporte provienen de moléculas de NADH y FADH que se producen en fases más tempranas de la respiración celular: glucólisis, oxidación del piruvato y el ciclo del ácido cítrico.
· El NADH es muy bueno donando electrones en reacciones redox, por lo que puede transferir sus electrones directamente al complejo I y se transforma otra vez en NAD. El movimiento de los electrones a través del complejo I en una serie de reacciones redox libera energía, la cual el complejo usa para bombear protones desde la matriz hacia el espacio intermembranal.
· El FADH no es tan bueno para donar electrones como el NADH, por lo que no puede transferir sus electrones hacia el complejo I. En su lugar, introduce los electrones a la cadena de transporte a través del complejo II, el cual no bombea protones a través de la membrana.
ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICO
Este tiene lugar dos acontecimientos importantes; en primer lugar se establece un gradiente de protones a través de la membrana mitoncondrial interna y en segundo lugar la energía potencial almacenada en el gradiente se libera y es capturada en la formación de ATP a partir de ADP y fosfato. Los componentes de la cadena transportadora de electrones están dispuestos en una serie ordenada temporalmente sobre la membrana interna de la mitocondria, la mayoría de los transportadores de electrones están en intima asociación con proteínas integrales de membranas, en tres puntos de transición de estas cadenas parten de la energía liberada a medida que se transporta los electrones se utilizan para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio entre las membranas externas e internas de la mitocondria, este transporte produce una interferencia en la concentración de protones ya que la membrana interna es impermeable a ellos. También se produce una diferencia de carga eléctrica. La matriz es más negativa que la interior debido al bombeo de los protones.
Estos dos efectos: la diferencia de carga y la concentración de protones establece un potencial electroquímico también llamado FUERZA PROTON –MOTRIZ, esta fuerza impulsa los protones de nuevo al interior de la matriz a través de un canal de complejo proteico especifico que es la ATP sintasa, este complejo multienzimatico es el que ubicado en las crestas mitocondriales acoplan el movimiento de los protones a las síntesis de ATP y de esta manera se produce la disipación del gradiente quimiosmotico.
COMPLEJO I – NADH DESHIDROGENASA
El complejo I NADH (nicotinamida-adenin-dinucleótido reducido), se encarga de realizar la transferencia de electrones desde NADH a la ubiquinona.
La NADH deshidrogenasa, es un gran complejo multienzimático que cataliza la transferencia de electrones del NADH al coenzima Q en la cadena respiratoria. Es el mayor complejo de la cadena respiratoria; en los mamíferos consta de 45 cadenas polipeptídicas, de las cuales, siete están codificadas por el genoma mitocondrial. Su estructura tienen forma de "L" con un gran dominio en la membrana y un dominio periférico hidrófilo donde se produce la reducción del NADH. Constituye el punto de entrada a la cadena de transporte electrónico en las bacterias y en la membrana interna de las mitocondrias de las células eucariota. La transferencia electrónica se inicia mediante la oxidación del NADH ya que sus dos electrones son transferidos simultáneamente a un FMN (flavin mononucleótido) unido no covalentemente a la enzima.
COMPLEJO II – SUCCINATO DESHIDROGENASA
La succinato deshidrogenasa o succionato coenzima Q reductasa es una flavoproteína ligada a la membrana interna mitocondrial que interviene en el ciclo de Krebs y en la cadena de transporte de electrones y que contiene FAD (flavín-adenín-dinucleótido) unido covalentemente.
Es una enzima que está presenteen todas las células aeróbicas. En los eucariotas se trata de un complejo estrechamente asociado con la membrana mitocondrial interna, mientras que en los procariotas se encuentra en la membrana plasmática. Este complejo es el único que no bombea protones a través de la membrana mitocondrial interna durante su acción catalítica.
COMPLEJO III – UBIQUINOL CITOCROMO C
Es el tercer complejo de la cadena de transporte de electrones, que interviene en la respiración celular y la generación bioquímica de adenosín trifosfato (ATP) mediante fosforilación oxidativa. Estructuralmente, es una lipoproteína multimérica transmembrana, codificada tanto por el genoma nuclear como por el mitocondrial.
Este complejo Cataliza la transferencia de electrones de la coenzima Q reducida (ubiquinol) al citocromo c para su transporte al Complejo IV, el paso final en la cadena de transporte de electrones. Por cada electrón transferido al citocromo c, se transfieren dos protones al espacio intermembrana para contribuir al proceso de fosforilación oxidativa para producir la molécula de alta energía ATP. Un escenario interesante se desarrolla en el Complejo III debido al hecho de que la coenzima reducida QH2 proporciona dos electrones, pero el citocromo c puede recibir solo uno. Esto conduce a una vía de reciclaje, llamada ciclo Q, para preservar el segundo electrón para el transporte. 
COMPLEJO IV – CITOCROMO C OXIDASA
El complejo IV está formado por varias subunidades proteicas que contienen los grupos prostéticos que intervienen en el transporte de electrones: dos grupos hemo (llamados citocromos a y a3) y 2 núcleos que contienen iones Cu2+ (centros CuA y CuB). Los electrones se transportan de uno en uno hasta acumular 4 en el último centro redox; entonces pueden cederse a una molécula de oxígeno.
Como consecuencia de todo esto, por cada electrón transferido se capta un protón del estroma o matriz mitocondrial y se libera un protón al espacio intermembranario.
El citocromo c portador de electrones transfiere un solo electrón, pero se requieren múltiples electrones para manipular el oxígeno, por lo que el proceso es complicado. Los electrones del citocromo c se proporcionan primero a un complejo con dos átomos de cobre metálico (CuA), luego se transfieren al primero de los dos grupos hemo (hemo a) con hierro metálico. Las siguientes transferencias son a un segundo grupo hemo (hemo a3) y luego se comparten con un tercer átomo de cobre (CuB).