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Actividad 5. Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa Ingrid Daniela Reyes Haddad 23 de Octubre del 2020

INTRODUCCIÓN: La glucólisis ocurre en el citoplasma, produce piruvato y entra en la oxidación del piruvato y la acetil co-a ingresa al ciclo del ácido cítrico y ambos ocurren en la matriz de las mitocondrias. Ahora seguiremos a los portadores NADH y FADH2 y esos ahora entrarán en la cadena de transporte de electrones, que está incrustada en la membrana interna de las mitocondrias. Esos electrones pasarán a través de estas moléculas portadoras que sirven como bombas de protones. Que bombea estos protones H + al espacio de la membrana interna de las mitocondrias. Posteriormente, estos protones se utilizarán para impulsar la síntesis de ATP donde se producirá la mayor parte del ATP durante la respiración celular. La cadena de transporte de electrones es una serie de portadores de electrones unidos a la membrana incrustados en la membrana mitocondrial interna. Los electrones de NADH y FADH2 se transfieren a complejos de la cadena de transporte de electrones. Una vez que los electrones entran en la cadena de transporte de electrones, pasan de un complejo proteico a otro. Estos complejos en la cadena operan como bombas de protones (H +) hacia el espacio intermembrana, que impulsa la síntesis de ATP a través de la fosforilación oxidativa. OBJETIVO: El alumno comprende el proceso de transporte de electrones y fosforilación oxidativa.

RESULTADOS:

Complejos: 1. Complejo I o NADH deshidrogenasa: se encarga de recibe los electrones de del NADH +H 2. Complejo II o succinato deshidrogenasa: se encarga de recibir los electrones del FADH2 3. Complejo III o citocromo b c 1: se encarga de acepta electrones de la CoQH2 que se generó por la transferencia de electrones en los complejos I y II 4. Complejo IV o citocromo oxidasa: acepta los electrones del cit-c y los transfiere al oxigeno para crear 2H2O 5. Complejo V o ATP sintasa: se encarga de cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP. Cadena de transporte de electrones Tomemos en consideración que estamos en la membrana interna de las mitocondrias. Aquí tenemos estos complejos de transporte de electrones, que también sirven como bombas de protones. El primero es una deshidrogenasa, el segundo tenemos el complejo b c I y el tercero es el complejo citocromo oxidasa. Los tres son bombas de protones y sirven como portadores de electrones. 1. Ahora, lo que sucede es que NADH dona sus electrones a esta primera molécula portadora NADH deshidrogenasa y, 2. A medida que dona estos electrones, los pasa a la Coenzima Q. 3. Los electrones pasan a través de la cadena de transporte de electrones, bombea protones hacia al espacio intermembrana. (los protones se representan como H +). 4. FADH2 también se dona a la cadena de transporte de electrones después del primer complejo. 5. A medida que los electrones bombean a través de estos tres complejos, las moléculas de H + se bombean al espacio de la membrana interna.

6. Co-Q y cit-C son portadores de electrones móviles que transportan electrones de una bomba a la siguiente dentro de la membrana. 7. Una vez que pasa a través de este complejo de citocromo oxidasa, portador de electrones final, esos electrones se transforman en oxígeno para formar agua. Haciendo del oxígeno el aceptor final de electrones en la respiración aeróbica. QUIMIOSMOSIS Lo principal es que la cadena de transporte de electrones toma esos electrones de NADH y FADH2 los pasa a través de cada complejo para crear un gradiente de protones. Eso se usará en quimiosmosis. 1. En el gradiente de protones se utilizará para transportar la enzima ATP sintasa, que también está incrustada en la membrana interna de las mitocondrias, para crear ATP. 2. La acumulación de H + en el espacio intermembrana se denomina fuerza motriz del protón, que proporcionará la energía que conduce a la ATP sintasa. La energía del gradiente se usa para que el ADP y el fosfato inorgánico creen ATP, este proceso se conoce como quimiosmosis. La suma de ambos procesos se conoce como fosforilación oxidativa. ATP SINTASA La síntesis de ATP se lleva a cabo mediante este pequeño motor giratorio impulsado por el gradiente de protones. Las dos subporciones del complejo ATP sintasa son: el complejo F0 unido a la membrana y el complejo F1 (tallo y botón) tiene actividad enzimática. 1. Los protones que están en lo alto del espacio intermembrana entrarán en este rotor, que si lo miramos de cerca gira. 2. A medida que gira, se convierte en acecho y luego tenemos este cabezal catalítico que cambiará las confirmaciones donde se unirá a ADP + Pi. 3. Dentro del cabezal catalítico se producirán reacciones y se añadirá un tercer fosfato para crear ATP.

4. Los protones viajan a través del canal F0, lo que hace que F1 gire. La energía mecánica cambia la confirmación del dominio catalítico en F1. EFERMEDADES MITOCONDRIALES Causas de la enfermedad mitocondrial: Las mitocondrias son únicas porque tienen su propio ADN llamado ADN mitocondrial o ADNmt. Las mutaciones en este ADNmt o las mutaciones en el ADN nuclear (ADN que se encuentra en el núcleo de una célula) pueden causar un trastorno mitocondrial. Las toxinas ambientales también pueden desencadenar enfermedades mitocondriales. Síntomas de la enfermedad mitocondrial: •

Crecimiento deficiente

•

Pérdida de coordinación muscular, debilidad muscular.

•

Problemas neurológicos, incluidas las convulsiones.

•

Trastorno del espectro autista, representado por una variedad de características de TEA

•

Problemas visuales y / o auditivos

•

Retrasos en el desarrollo, problemas de aprendizaje

•

Enfermedad cardíaca, hepática o renal.

•

Trastornos gastrointestinales, como estreñimiento severo.

•

Diabetes

•

Desórdenes respiratorios

•

Mayor riesgo de infección

•

Disfunción tiroidea y / o suprarrenal

•

Disfunción del sistema nervioso autónomo.

•

Cambios neuropsicológicos o demencia caracterizados por confusión, desorientación y pérdida de memoria.

Tratamiento de la enfermedad mitocondrial: Actualmente no existe un tratamiento o cura altamente eficaz para el trastorno mitocondrial. El manejo de la enfermedad mitocondrial es una terapia de apoyo, que puede incluir manejo nutricional, ejercicio y / o suplementos de vitaminas o aminoácidos.

CONCLUSIÓN La cadena de transporte de electrones consta de una serie de reacciones de reducción en las que los electrones se transfieren de una molécula donante a una molécula aceptora. La fuerza subyacente que impulsa estas reacciones es la energía libre (energía disponible para realizar el trabajo) de los reactivos y productos. Se producirá cualquier reacción que disminuya la energía libre total de un sistema. La ATP sintasa es una enzima que se encuentra entre todos los dominios de la vida. Está alimentado por un gradiente electroquímico de protones transmembrana. Este es el resultado de la serie de reacciones de reducción. Lo que hace la cadena de transporte de electrones es producir este gradiente. La energía libre se utiliza para impulsar la síntesis de ATP. BIBLIOGRAFÍA 1. Mason K, Losos J, Duncan T, Raven P, Johnson G. Biology. 2016. 2. Ferrier. Bioquimica. Lippincott Williams & Wilkins; 2014. 3. Cadena de Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa [Internet]. 2014 [cited 21 October 2020]. Available from: https://www.youtube.com/watch?v=hAD4zItjfKI...