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Cadena de transporte de electrones

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Madelyne Patiño Martinez

on 22 August 2014

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Transcript of Cadena de transporte de electrones


Es una serie de transportadora de electrones que se encuentran en la membrana interna de la mitocondria que permite sacar energía obtenida en la oxidación de NADH y FADH2 a expensas de reducir el O2.
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES EN MITOCONDRIAS
sitio del metabolismo oxidativo de los eucariontes , contiene las enzimas que median ese proceso , incluidas las piruvato deshidrogenasa , las enzimas del ácido cítrico , las enzimas que catalizan la oxidación de los ácidos grasos y las enzimas y proteínas rédox involucradas en el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa.
TRANSPORTES REDOX MITOCONDRIALES
cadena transportadora de electrones en bacterias
Las bacterias pueden usar múltiples cadenas de transporte de electrones, e incluso simultáneamente. Las bacterias pueden usar varios donadores diferentes de electrones.
Donadores de electrones
Más comunes son las moléculas orgánicas.
Deshidrogenasas
Cuando utilizan materia orgánica como fuente de energía, el donador puede ser el NADH o el succinato, en tal caso los electrones entran a la cadena de transporte mediante la NADH deshidrogenasa, que es similar al complejo I mitocondrial, o bien mediante la succinato deshidrogena, que es similar al complejo II. Otras deshidrogenasas pueden ser utilizadas dependiendo del donador
Cadena de transporte de electrones
¿Que es?
principales funciones
• Transportar electrones de un donador a un aceptor.
• Conservar una parte de la energía que se liberó durante el transporte de electrones y usarla para la síntesis de ATP
La membrana mitocondrial interna es impermeable a la mayoría de las sustancias hidrófilas
debe contener sistema de transporte específicos que permitan los procesos siguientes:

2.los metabolitos producidos por la mitocondria,como el oxalcetato y el acetil-CoA deben alcanzar sus destinos metabólicos
1.NADH citosólico producido mediante la glucólisis debe acceder a la cadena de transporte de electrones para la oxidación aeróbica
3.el ATP producido en la matriz debe alcanzar el citosol,mientras que el ADP y P deben ingresar a la mitocondria
la glucosa es metabolizada en el citoplasma
y los productos obtenidos son llevados al interior de la mitocondria donde se continua el catabolismo usando rutas metabólicas que incluyen el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la beta oxidación de los ácidos grasos y la oxidación de los aminoácidos.
resultado final la producción de dos donadores de electrones: NADH y FADH2. Los electrones de estos dos donadores son pasados a través de la cadena de electrones hasta el oxígeno, el cual se reduce para formar agua. Las enzimas que catalizan estas reacciones tienen la notable capacidad de crear simultáneamente un gradiente de protones a través de la membrana, produciendo un estado altamente energético con el potencial de generar trabajo.
COMPLEJO I NADH deshidrogenasa
capta dos electrones del NADH y los transfiere a un transportador liposoluble denominado ubiquinona (Q). El producto reducido, que se conoce con el nombre de ubiquinol (QH2) puede difundir libremente por la membrana. Al mismo tiempo el Complejo I transloca cuatro protones a través de membrana, produciendo un gradiente de protones.
Complejo II Succinato deshidrogenasa
no es una bomba de protones. Además es la única enzima del ciclo de Krebs asociado a membrana. Antes de que este complejo actúe el FADH2 se forma durante la conversión de succinato en fumarato en el ciclo del ácido cítrico. A continuación los electrones son transferidos por medio de una serie de centros FeS hacia Q. EL glicerol-3-fosfato y el acil-CoA también transfieren electrones a Q mediante vías diferentes en que participan flavoproteínas.
El "complejo III" o Complejo citocromo
obtiene dos electrones desde QH2 y se los transfiere a dos moléculas de citocromo c, que es un transportador de electrones hidrosoluble que se encuentra en el espacio intermembrana de la mitocondria. Al mismo tiempo, transloca cuatro protones a través de la membrana por los dos electrones transportados desde el ubiquinol.
El complejo IV o Citocromo c oxidasa
capta cuatro electrones de las cuatro moléculas de citocromo c y se transfieren al oxígeno (O2), para producir dos moléculas de agua (H2O). Al mismo tiempo se translocan cuatro protones al espacio intermembrana, por los cuatro electrones. Además "desaparecen" de la matriz 2 protones que forman parte del H2O.
ejemplo:

Escherichia coli, cuando crece en condiciones aeróbicas usando glucosa como fuente de energía, usa dos NADH deshidrogenasas diferentes y dos quinol oxidasas diferentes, un total de cuatro cadenas de transporte que funcionan simultáneamente.
Las bacterias también generan un gradiente de protones, para ello utilizan al menos tres bombas de protones, al igual que las mitocondrias, aunque se han descrito casos en los que solo existen dos o incluso una.
Evidentemente siempre tiene que existir al menos una bomba de protones para poder generar el gradiente electroquímico, que es esencial para la generación de ATP.
Los organismos que usan moléculas orgánicas como fuente de energía son conocidos como organotrofos. Sin embargo, existen procariotas que son capaces de utilizar fuentes inorgánicas como fuente de energía y se les conoce por ello con el nombre de litotrofos. Estos donadores inorgánicos incluyen al hidrógeno, al monóxido de carbono, el amonio, el nitrito, sulfuro, y el ion ferroso.
ejemplo:

ser la formato deshidrogenasa, la lactato deshidrogenasa, la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, H2 deshidrogenasa, también conocida por el nombre de hidrogenasa, y etc.
Algunas de estas deshidrogenasas también actúan como bombas de protones, otras simplemente donan los electrones al reservorio de quinonas. La mayoría de las deshidrogenasas son sintetizadas solo en caso de necesidad, por lo que dependiendo del ambiente en el que se encuentra podremos detectar una o varias de estas deshidrogenasas. Las bacterias son capaces por tanto de realizar una regulación transcripcional de las mismas.
Transportadores de quinona
Las quinonas son transportadores móviles liposolubles. En general desempeñan las mismas funciones que la quinona mitocondrial, aunque las bacterias presenten quinonas específicas como son por ejemplo la ubiquinona o la menaquinona.
Bombas de protones
Se considera una bomba de protones cualquier proceso que genere un gradiente de protones a través de la membrana. Los protones pueden ser movidos físicamente a través de la membrana como es el caso de los complejos I y IV de las mitocondrias. El mismo efecto es observado cuando los electrones se mueven en la dirección opuesta, El resultado es la desaparición de protones de la matriz y la aparición de protones en el espacio intermembrana. Este es el caso del complejo III de las mitocondrias, en el cual se observa el ciclo Q. Algunas deshidrogenasas son bombas de protones, otras no. La mayoría de oxidadas y reductasas si lo son, aunque existen excepciones. El citocromo bc1 es una bomba de protones encontrada en muchas bacterias, aunque no en todas, por ejemplo Escherichia coli.
Citocromos
son proteínas que contienen porfirinas que tienen ligado un átomo de hierro. Existen citocromos que son hidrosolubles, otros que son liposolubles. Otra peculiaridad es que existen citocromos móviles como por ejemplo el citocromo c. Aunque la gran mayoría funcionan asociadas a macromoléculas como pueden ser los complejos III y IV.
Oxidasas y reductasas terminales
Cuando una bacteria crece en ambientes aeróbicos, el aceptor final de los electrones es reducido hasta agua por un enzima que se denomina oxidasa. Cuando una bacteria crece en ambientes de hipoxia, el aceptor de electrones es reducido por una enzima que se denomina reductasa. En las mitocondrias el complejo terminal es lacitocromo oxidasa, pero las bacterias aeróbicas pueden utilizar varias oxidasas. Escherichia coli, no presenta citocromo oxidasa, por lo que en condiciones aeróbicas utiliza dos quinol oxidasa diferentes para reducir el oxígeno a agua. Ambas quinol oxidasas actúan a su vez como bombas de protones. Las bacterias anaeróbicas no pueden utilizar el oxígeno como aceptor final de los electrones, por lo que requieren reductasas especializadas para cada una de los aceptores. Escherichia coli puede usar, por ejemplo, una fumarato reductasa, la nitrato reductasa, la nitrito reductasa o la DMSO reductasa dependiendo de si existen esos aceptores en el medio en el que estás creciendo.
Aceptores de electrones
existen un gran número de aceptores que pueden ser de ambos tipos, es decir de origen orgánico o inorgánico. Si el oxígeno está disponible, se usará como aceptor, ya que genera mayor producción energética. En los ambientes anaeróbicos, se puede utilizar NO3-, NO2-, Fe3+, SO42-, CO2 y pequeñas moléculas orgánicas como por ejemplo el fumarato.
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