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RespiratoriaTRANSCRIPT
BIOQUÍMICA I
LA MITOCONDRIA
Organelo semiautónomo de doble membrana:
– Membrana externa: permeable a la mayor parte de
metabolitos.
– Membrana interna: permeabilidad selectiva, presenta
pliegues o crestas. Necesidad de transportadores.
Espacio intermembrana: Adenilil cinasa y Creatina
cinasa.
Matriz: enzimas solubles del CAC y de la B-oxidación.
El número de mitocondrias por célula varía,
dependiendo del tipo de tejido.
Cadena respiratoria
CADENA RESPIRATORIA
Transporte de equivalentes reductores.
Localización: Superficie interna de la membrana mitocondrial interna de todas
las células que contienen mitocondrias.
Constitución:
Por varios elementos, unos a continuación de otros.
Se ordenan por el potencial REDOX.
Los e- o el H+, fluyen a través de la cadena de forma
escalonada, desde los compuestos más
electronegativos al más electropositivo.
CADENA RESPIRATORIA
Componentes Móviles.
UBIQUINONA: Coenzima Q (CoQ)
Tiene estructura semejante
a la vitamina K y E.
Recoge equivalentes
reductores fijados a los
complejos I y II y los pasa a los citocromos.
CADENA RESPIRATORIA
Componentes Móviles.
CITOCROMO c:
Pequeña proteína con grupo hemo localizada en la
superficie externa de la membrana mitocondrial
interna.
Conecta el transporte de electrones entre los
complejos III y IV.
CADENA RESPIRATORIA Componentes Fijos: Oxidación del NAD
COMPLEJO I: (NADH –Ubiquinona oxido reductasa).
Consta de 30 subunidades polipeptídicas.
En una de las subunidades, una proteína contiene una FMN (flavin mononucleotido) como cofactor.
Ocurre translocación (bombeo de protones a través de la membrana, desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana).
El sitio de unión con el NADH se encuentra en la matriz.
El NADH proviene de CAT (ciclo del ácido tricarboxílico) y también de otras enzimas.
CADENA RESPIRATORIA Componentes Fijos: Oxidación del
succinato
COMPLEJO II: (succinato deshidrogenasa).
Atraviesa estructuralmente la membrana mitocondrial
interna.
Sitio activo expuesto hacia la matriz.
Presenta 5 subunidades, con centro ferrosulfurado
(Fe-S) y hemo, que participan en paso de electrones
desde succinato a la Q.
No hay translocación de electrones.
Malonato es inhibidor competitivo.
CADENA RESPIRATORIA Componentes Fijos: Citocromos
COMPLEJO III:
Formado por citocromo b y citocromo c1.
Citocromo b: citocromo b 555
citocromo b 562.
Contiene proteína hierro – azufre, de Rieske.
Presenta 8 subunidades.
Inhibido por la Antimicina A (sustancia antibiótica producida por especies de streptomyces).
Hay translocación de protones.
CADENA RESPIRATORIA Componentes fijos: Citocromos
COMPLEJO IV: (cit. c oxidasa o cit. aa3)
Acepta electrones del citocromo c por el exterior de la
membrana interna y los transfiere al interior de la
membrana.
Estos electrones reducen al O2 formándose agua.
Contiene 7-9 polipéptidos.
Componente activo: dos centros hemo de citocromos
a y a3; y dos átomos de cobre.
Hay translocación de protones
BIOQUÍMICA I
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Explica como la energía generada en la oxidación mitocondrial (oxidación de nutrientes) se convierte en ATP.
Relación P/O: Es el número de moléculas de ATP sintetizadas por
par de electrones transportados a través de la cadena respiratoria.
NADH: 2.5 ATP.
FADH: 1.5 ATP.
El acoplamiento entre la oxidación y la síntesis del ATP es indirecto.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Estructura del complejo V (ATP sintasa): Presenta 5 proteínas: α,β,γ,δ,ε.
F1: se proyecta hacia la matriz,
conectando a Fo por el tallo.
Consta de 3 dímeros de
subunidades αβ y subunidades
δ, γ, ε.
Fo: incluido en la membrana
mitocondrial interna.
composición de subunidades
es muy variable.
Función: síntesis del ATP.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Mecanismo: tres teorías.
1. TEORÍA DEL ACOPLAMIENTO QUÍMICO: Postula que la energía liberada se utiliza
directamente para la síntesis de ATP.
Fosforilación a nivel del sustrato.
Intermediarios activos nunca se encontraron.
En desuso.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Mecanismo: tres teorías.
2. TEORÍA DEL ACOPLAMIENTO CONFORMACIONAL:
La energía liberada hace que una proteína adquiera determinada conformación termodinámica inestable.
Cuando la proteína volviera a su conformación más estable, la liberación de energía se utilizaría para la impulsar la síntesis de ATP.
No se encontraron proteínas respiratorias.
En desuso.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Mecanismo: tres teorías.
3. TEORÍA DEL ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICO:
Propuesta en 1961 por el bioquímico británico Peter Mitchell.
La energía del transporte eléctrico hace que se bombee protones fuera de la matriz mitocondrial al espacio intermembranal, mediante un sistema de transporte activo.
Los protones del exterior tienen una tendencia termodinámica de volver a pasar al interior, para igualar el pH a ambos lados de la membrana.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Mecanismo: tres teorías.
3. TEORÍA DEL ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICO: (…)
Cuando los protones vuelven a entrar en la matriz, esa energía se gasta y parte de ella se utiliza para impulsar la síntesis de ATP.
Interviene el complejo FoF1.
La energía que se libera cuando el H+ pasa por el canal se aprovecha para
impulsar la síntesis de ATP, catalizada por la porción F1.
Hay conversión de la energía de la respiración en energía osmótica.
BIOQUÍMICA I
FOTOSÍNTESIS
GENERALIDADES:
Proceso por el cual se forman carbohidratos. Utiliza como sustratos al CO2 y H2O. La luz solar es la fuente de energía.
LA FOTOSÍNTESIS PROPORCIONA CARBOHIDRATOS PARA
LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA, FIJA EL CO2 Y ES LA
PRINCIPAL FUENTE DE O2 ATMOSFÉRICO.
FOTOSÍNTESIS
GENERALIDADES:
Se considera la inversa de la reacción de oxidación de los carbohidratos.
RESPIRACIÓN:
FOTOSÍNTESIS:
FOTOSÍNTESIS
CICLO DEL CARBONO:
FOTOSÍNTESIS
ORGANISMOS:
Principalmente:
Plantas.
Algas.
Bacterias:
• Cianobacterias.
• Bacterias sulfúricas verdes.
• Bacterias sulfúricas púrpuras
FOTOSÍNTESIS DIVISIÓN:
REACCIONES LUMINOSAS.
REACCIONES OSCURAS.
HOY ANALIZAREMOS …
LAS REACCIONES LUMINOSAS
ES DECIR…
CADENA DE TRANSPORTE FOTOELÉCTRICA
Y FOTOFOSFORILACIÓN
FOTOSÍNTESIS
CLOROPLASTO: Organelo donde se desarrolla
la fotosíntesis.
Presente en plantas
superiores y algas.
En plantas se encuentran
en células mesófilas.
Cada célula puede tener entre 20 a 50 cloroplastos.
Diámetro: 4 – 6 µm.
TILOCAOIDE : absorción de luz y reacciones luminosas. ESTROMA : reacciones oscuras.
REACCIONES LUMINOSAS
ENERGÍA DE LA LUZ: Un haz de luz es una corriente de partículas
luminosas = fotones.
Cada fotón tiene una unidad de energía = cuanto.
REACCIONES LUMINOSAS
PIGMENTOS DE ABSORCIÓN DE LUZ:
Para capturar la energía luminosa, los organismos fotosintéticos utilizan pigmentos.
Los pigmentos absorben de manera eficiente la luz entre VIS e IR próxima.
Estos pigmentos se llaman CROMÓFOROS. Un cromóforo absorbe luz de una longitud específica. Los pigmentos más abundantes en las plantas son:
CLOROFILA a. CLOROFILA b.
También hay pigmentos accesorios: β-caroteno. Ficocianina. Ficoeritrina.
REACCIONES LUMINOSAS PIGMENTOS DE
ABSORCIÓN DE LUZ: CLOROFILA (a y b):
Presente en plantas superiores y algas.
Análoga a la hemoglobina (en vez de Fe++, hay Mg++).
Absorben la luz del azul oscuro y del rojo (refleja el verde). Se encuentra en la membrana de los tilacoides.
REACCIONES LUMINOSAS
PIGMENTOS DE ABSORCIÓN DE LUZ:
β-caroteno y Ficocianina:
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOSISTEMAS:
Unidad estructural dedicada a absorber fotones de luz
y recuperar parte de su energía en forma química.
Se encuentran en la membrana del tilacoide.
Conformación: ANTENA: clorofila + pigmentos accesorios.
CENTRO DE REACCIÓN: 2 moléculas de clorofila.
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA DE RESONANCIA EN UN COMPLEJO DE CAPTACIÓN DE LUZ
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOSISTEMAS:
Hay dos fotosistemas:
FOTOSISTEMA I (PSI)
FOTOSISTEMA II (PSII)
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOSISTEMA II (PSII): fragmentación de agua.
Cada PS se considera como una cadena de transporte electrónico.
El fotón es conducido a una clorofila centro de reacción denominado P680.
El P680 se excita, esto hace que transfiera 1e- a la PLASTOQUINONA.
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOSISTEMA II (PSII): fragmentación de agua.
Luego interacciona con el cit bf (citocromos + proteína Fe-S).
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOSISTEMA I (PSI): producción de NADPH.
Contiene una clorofila centro de reacción denominada P700.
Cuando se excita este sistema, se libera un e-.
Luego se libera NADPH al estroma.
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
FOTOQUÍMICA DE LAS PLANTAS
REACCIÓN GLOBAL DE LA FASE LUMINOSA: