Definición
La cadena respiratoria es un proceso de producción de energía en las células de nuestro cuerpo. Está conectado al ciclo del citrato y es el último paso en la descomposición del azúcar, grasas y proteínas. La cadena respiratoria se encuentra en la membrana interna del mitocondrias.
En la cadena respiratoria, los equivalentes de reducción (NADH + H + y FADH2) que se han formado mientras tanto se oxidan nuevamente (se desprenden electrones), lo que permite establecer un gradiente de protones. Esto finalmente se utiliza para formar el portador de energía universal ATP (trifosfato de adenosina). También se necesita oxígeno para permitir que la cadena respiratoria funcione completamente.
Secuencia de la cadena respiratoria
La cadena respiratoria está integrada en la membrana mitocondrial interna y consta de un total de cinco complejos enzimáticos. Sigue el ciclo del citrato en el que se forman los equivalentes de reducción NADH + H + y FADH2. Estos equivalentes de reducción almacenan energía mientras tanto y se oxidan nuevamente en la cadena respiratoria.
Este proceso tiene lugar en los dos primeros complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. Complejo 1: NADH + H + llega al primer complejo (NADH-ubiquinona oxidorreductasa) y emite dos electrones. Al mismo tiempo, se bombean 4 protones desde el espacio de la matriz al espacio intermembrana.
Complejo 2: FADH2 emite sus dos electrones en el segundo complejo enzimático (succinato-ubiquinona oxidorreductasa), pero no entran protones en el espacio intermembrana. Complejo 3: los electrones liberados se transfieren al tercer complejo enzimático (ubiquinona citocromo c oxidorreductasa), donde otros 2 protones se bombean desde el espacio de la matriz al espacio intermembrana. Complejo 4: Finalmente, los electrones alcanzan el cuarto complejo (citocromo-c-oxidorreductasa).
Aquí los electrones se transfieren al oxígeno (O2), de modo que con dos protones adicionales se forma agua (H2O). De este modo, 2 protones vuelven a entrar en el espacio intermembrana. Complejo 5: ahora se han bombeado un total de ocho protones desde el espacio de la matriz al espacio intermembrana.
El requisito previo básico para la cadena de transporte de electrones es la creciente electronegatividad del complejo enzimático. Esto significa que la capacidad de los complejos enzimáticos para atraer electrones negativos se vuelve cada vez más fuerte. Además del primer producto final, el agua, la cadena respiratoria estableció un gradiente de protones en el espacio intermembrana.
En este espacio se almacena energía, que se utiliza para acumular ATP (trifosfato de adenosina). Ésta es la tarea del quinto y último complejo enzimático (ATP sintasa). El quinto complejo atraviesa la membrana mitocondrial como un túnel.
A través de este túnel, impulsados por la diferencia de concentración, los protones regresan al espacio de la matriz. De esta forma, el ADP (difosfato de adenosina) y el fosfato inorgánico se convierten en ATP, que está disponible para todo el organismo. La bomba de protones es el quinto y último complejo enzimático de la cadena respiratoria.
A través de él, los protones fluyen desde el espacio intermembrana de regreso al espacio de la matriz. Esto solo es posible gracias a la diferencia de concentración previamente establecida entre los dos espacios de reacción. La energía almacenada en el gradiente de protones se utiliza para sintetizar ATP (trifosfato de adenosina) a partir de fosfato y ADP. El ATP es el portador de energía universal de nuestro cuerpo y es esencial para un gran número de reacciones. Dado que se genera en la bomba de protones, esto también se conoce como ATP sintasa.
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