domingo, junio 17, 2012



2.6 NADH y FADH2 como fuentes de poder reductor



La cadena respiratoria se define como una secuencia de proteínas que se ubican en la membrana interna de la mitocondria y que se ordenan de acuerdo con su potencial de reducción (E) para permitir el transporte de electrones unidireccionalmente hasta el oxigeno. Según el principio de oxidación – reducción, las moléculas con un E más negativo estarán al principio de la cadena y al final se localizarán aquellas que posean valores de E más positivos.

La cadena respiratoria esta formada por una gran cantidad de proteínas que han sido divididas en complejos proteicos. Estos complejos están formados a su vez por diferentes tipos de proteínas con características específicas. En general, en la cadena respiratoria existen dos grandes familias de proteínas: las que transportan hidrógenos completos y las que transportan exclusivamente electrones.

Los electrones que viajan a lo largo de la cadena respiratoria provienen de dos fuentes principales, que son dos moléculas con un alto poder reductor, el NADH y el FADH2. Estas moléculas se pueden originar directamente en el ciclo de Krebs o en otras vías metabólicas que las producen como metabolitos intermedios.

El NADH como agente reductor en la cadena respiratoria.


De la molécula de NADH, provienen 2 electrones, los cuales son transportados, por diferencia de potencial, a  lo largo del complejo I de la cadena respiratoria; al llegar al final de este complejo, los mismos electrones son transportados al complejo III. Antes de que esto ocurra, los electrones provocan cambios conformacionales en las proteínas del C-I, lo que permite a cuatro protones de la matriz mitocondrial pasar al espacio intermembranal. Los electrones viajan a lo largo del C-III a través de una serie de proteínas, después pasan al ultimo complejo de la cadena respiratoria, el complejo IV. En el complejo III se liberan también 4 protones hacia el espacio intermembranal. Por ultimo, los mismos dos electrones del principio que pasaron al C-IV son donados por la última proteína de este complejo al aceptor final, que es el oxigeno. Al ocurrir esto también se liberan protones al espacio intermembranal, pero solo 2 y no 4 como ocurrió en los complejos C-I y C-III. En total, durante todo el trayecto de los electrones por la cadena respiratoria, se liberan 10 protones al espacio intermembranal, hecho de gran relevancia para la síntesis de ATP.  
Como resultado parcial del transporte de electrones a lo largo de la cadena respiratoria se empieza a generar un gradiente o diferencia electroquímica entre la matriz y el espacio intermembranal de la mitocondria.
Los 2 electrones que venían dese el NADH van a unirse a un átomo de oxigeno para formar una molécula de agua, con la participación de 2 protones que se encuentran en la matriz mitocondrial, producto de muchas reacciones químicas.

El FADH2 como agente reductor en la cadena respiratoria.



Ocurre esencialmente lo mismo que con el NADH. La diferencia fundamental es que los electrones no entran a la cadena por el complejo I, sino por el complejo II. El complejo II recibe los electrones del FADH2, compuesto formado en la reacción en la que el succinato se transforma en fumarato en el CK; la reacción es catalizada por la enzima succinato deshidrogenasa. Esta enzima tiene la particularidad de ser la única del CK que se encuentra asociada fuertemente a la membrana interna de la mitocondria.

Los 2 electrones provenientes del FADH2 se transportan hasta el C-III. En el complejo II no se da la liberación de protones al espacio intermembranal. Una vez que los electrones han llegado al C-III y se han liberado 4 protones al espacio intermembranal, pasan al IV donde se liberan también 2 protones y de ahí, pasan esos electrones al oxigeno.




Referencias:

Libro: bioquímica: la ciencia de la vida, págs. 18-20


Libro: introducción a la biología celular, pág. 110


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