¿Qué es la cadena respiratoria?
La cadena respiratoria es la última parte de la ruta de degradación de la glucosa. Una vez que el azúcar ha sido metabolizado en la glucólisis y en el ciclo del citrato, la cadena respiratoria tiene la función de regenerar los equivalentes de reducción (NADH + H + y FADH2) producidos en el proceso, lo que produce la fuente de energía universal ATP (trifosfato de adenosina). Al igual que el ciclo del citrato, la cadena respiratoria se localiza en el mitocondrias, que por lo tanto también se denominan las “centrales eléctricas de la célula”.
La cadena respiratoria consta de cinco complejos enzimáticos que están incrustados en la membrana mitocondrial interna. Cada uno de los dos primeros complejos enzimáticos regenera NADH + H + (o FADH2) a NAD + (o FAD). Durante la oxidación de NADH + H +, se transportan cuatro protones desde el espacio de la matriz al espacio intermembrana.
Además, en los siguientes tres complejos enzimáticos, se bombean 2 protones cada uno al espacio intermembrana. Esto crea un gradiente de concentración que se utiliza para la producción de ATP. Para este propósito, los protones fluyen desde el espacio intermembrana a través de una ATP sintasa de regreso al espacio de la matriz.
La energía liberada se utiliza para producir finalmente ATP a partir de ADP (difosfato de adenosina) y fosfato. Otra tarea de la cadena respiratoria es capturar los electrones producidos por la oxidación de los equivalentes de reducción. Esto se logra transfiriendo los electrones al oxígeno. Combinando electrones, protones y oxígeno, se produce agua normal en el cuarto complejo enzimático (citocromo c oxidasa). Esto también explica por qué la cadena respiratoria solo puede continuar cuando hay suficiente oxígeno.
¿Qué tareas tienen las mitocondrias en la respiración celular?
Las mitocondrias son orgánulos que solo ocurren en células eucariotas. También se les conoce como las “plantas de energía de la célula”, ya que en ellas tiene lugar la respiración celular. El producto final de la respiración celular es el ATP (trifosfato de adenosina).
Este es un portador de energía universal, que es necesario en todo el organismo humano. Un requisito previo para la respiración celular es la compartimentación del mitocondrias. Esto significa que hay cámaras de reacción separadas en la mitocondria.
Esto se logra mediante una membrana interior y exterior, de modo que hay un espacio entre membranas y un espacio de matriz interior. En el curso de la cadena respiratoria, los protones (iones de hidrógeno, H +) se transportan al espacio intermembrana, lo que produce una diferencia en la concentración de protones. Estos protones provienen de diferentes equivalentes de reducción, como NADH + H + y FADH2, que de ese modo se regeneran a NAD + y FAD.
La ATP sintasa es la última enzima de la cadena respiratoria, donde finalmente se produce ATP. Impulsados por la diferencia de concentración, los protones fluyen desde el espacio intermembrana a través de la ATP sintasa hacia el espacio de la matriz. Este flujo de carga positiva libera energía que se utiliza para producir ATP a partir de ADP (difosfato de adenosina) y fosfato.
Las mitocondrias son particularmente adecuadas para la cadena respiratoria porque tienen dos espacios de reacción debido a la doble membrana. Además, muchas vías metabólicas (glucólisis, ciclo del citrato) que proporcionan los materiales de partida (NADH + H +, FADH2) para la cadena respiratoria tienen lugar en la mitocondria. Esta proximidad espacial representa una ventaja adicional y convierte a las mitocondrias en el lugar óptimo para la respiración celular. Aquí puedes aprender todo sobre la cadena respiratoria.
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