14) fosforilación oxidativa
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FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Albert L. Lehninger1917-1986
1948: La membrana interna aloja a las proteínas pertenecientes de los componentes de la cadena respiratoria y el complejo enzimático responsable de la síntesis de ATP (ATP sintasa)
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Fases de la respiración celular
1. La oxidación de ácidos grasos, glucosa y algunos aminoácidos hasta acetil-CoA
2. Los grupos acetilo se incorporan al ciclo del ácido cítrico, se oxidan a CO2. La energía liberada se conserva como ATP y NADH y FADH2 (transportadores de electrones reducidos)
3. Los electrones transportados por el NADH y el FADH2 se transfieren a la cadena respiratoria, donde fluyen hacia el O2 para formar H2O y promueven la formación de ATP en el proceso de fosforilación oxidativa
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La fosforilación oxidativa se refiere a la síntesis química de ATP impulsada por el proceso de transferencia de electrones desde el NADH y el FADH2 al O2
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
La transferencia de electrones desde NADH al O2 genera aprox. 2,5 moléculas de ATP por cada par de electrones.
La transferencia de electrones desde FADH2 al O2 genera aprox. 1,5 moléculas de ATP por cada par de electrones.
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Métodos para determinar la secuencia de los transporte de electrones
Inhibidores de la transferencia electrónica. En presencia de un donador electrónico y O2.Cada inhibidor da un patrón redox específico: anterior al bloqueo: reducidos (celeste) y posterior al bloqueo: oxidados (rojo) 4
Los transportadores de electrones actúan en complejos multienzimáticos
Resolución de los complejos funcionales de la cadena respiratoria. Reacciones catalizadas por las fracciones
aisladas (in vitro)5
Los transportadores de electrones actúan en complejos multienzimáticos
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Centros ferro-sulfurados : Fe-S en complejos I, II y III
En los citocromos de los complejos III y IV
GRUPOS PROSTÉTICOS :
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FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
El flujo de electrones desde NADH o FADH2 al oxígeno a través de una serie de transportadores (MI), genera un bombeo de protones hacia el exterior de la matriz, cuando los H+ regresan a la matriz, se sintetiza ATP.
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Los transportadores de electrones actúan en complejos multienzimáticos
Los complejos I y II catalizan la transferencia de electrones a la ubiquinona a partir de dos donadores e- diferentes NADH (complejo I) y SUCCINATO (complejo II, FADH2)
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Ubiquinol reducido
Q: Cumple un ciclo (QQH2) en la MIM es un transportador móvil de é y H+
Ubiquinol reducido, difunde por la MIM hacia el Complejo III donde se oxida Q.
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Los transportadores de electrones actúan en complejos multienzimáticos
Los complejos I y II catalizan la transferencia de electrones a la ubiquinona a partir de dos donadores e- diferentes NADH (complejo I) y SUCCINATO (complejo II, FADH2)
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Fuerza protomotriz.
La membrana mitocondrial separa dos compartimentos de diferente [H+], produciendo diferencias de concentración y en la distribución de cargas
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¿Cómo se transforma forma ATP?
La fuerza protomotriz, impulsa la síntesis de ATP, en la medida que los H+ retornan de manera pasiva hacia la matriz, a través de un poro asociado a la proteína: ATP sintasa
Peter Mitchell1920-1992
La teoría quimiosmótica mitocondrial(P. Mitchell, 1961)
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La teoría quimiosmótica mitocondrial: formación ATP
La membrana interna es impermeable a los H+ sólo se pueden devolver por canales específicos: ATP sintasa
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ALGUNOS AGENTES QUE INTERFIEREN EN LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
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Acoplamiento de la transferencia electrónica con la síntesis de ATP
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EFECTO DE UN AGENTE DESACOPLANTE:
2,4 Dinitrofenol (DNP), disipa el gradiente electroquímico (H+)
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Las mitocondrias desacopladas del tejido
adiposo marrón (RN) producen calor
Proteína desacoplante: Termogenina
CALOR 20
REGULACIÓN DE LAS VÍA PRODUCTORAS DE ATP
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