CADENA de TRANSPORTE de ELECTRONES y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Summary
TLDREl script del video ofrece una visión detallada del proceso de respiración celular, desde la entrada de la glucosa en la célula hasta su conversión en piruvato a través de la glucólisis. Luego, se describe cómo las moléculas de piruvato, en presencia de oxígeno, entran en la matriz mitocondrial y son transformadas en acetil coenzima A, que luego participa en el ciclo de Krebs. El vídeo se centra en la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa, donde los electrones de NADH y FADH2, obtenidos de la glucólisis, la oxidación del ácido pirúvico y el ciclo de Krebs, son llevados a través de una secuencia de reacciones que constituyen la cadena transportadora de electrones. Este proceso es esencial para la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato, mediante un gradiente de protones establecido por la membrana mitocondrial interna. El bioquímico Peter Mitchell propuso esta teoría y fue galardonado con el Premio Nobel en 1978. El vídeo concluye con una descripción del acoplamiento químio-motico, que involucra tanto procesos químicos como de transporte a través de una membrana selectivamente permeable, resultando en la producción de ATP y la generación de agua.
Takeaways
- 🍬 La glucosa ingresa a la célula y se convierte en piruvato a través del proceso de glucólisis.
- 🚀 Las moléculas de piruvato, en presencia de oxígeno, entran a la matriz mitocondrial y son transformadas en acetil coenzima A.
- 🔄 El acetil coenzima A ingresa al ciclo de Krebs, donde se generan ATP y moléculas de NADH y FADH2.
- ⚡ La mayor parte de la energía potencial de la glucosa se encuentra en los electrones de NADH y FADH2.
- 🚨 La cadena de transporte de electrones es la etapa final de la respiración celular donde los electrones de NADH y FADH2 son transportados y liberan energía.
- 🔋 Los electrones son llevados por componentes como FMN, coenzima Q y los citocromos, que forman parte de la cadena transportadora de electrones.
- 🔵 Los electrones de NADH y FADH2 tienen diferentes niveles energéticos y entran en la cadena en puntos distintos.
- 💧 El oxígeno actúa como el último aceptador de electrones, combinada con protones formando agua.
- 🔌 La energía liberada al transportar electrones se utiliza en la síntesis de ATP a través del proceso de fosforilación oxidativa.
- 🏆 Peter Mitchell propuso el gradiente de protones como mecanismo de síntesis de ATP, lo que le valió el Premio Nobel en 1978.
- 🔄 El acoplamiento químio-motico involucra tanto procesos químicos como de transporte a través de una membrana selectivamente permeable.
Q & A
¿Qué sucede cuando una molécula de glucosa ingresa a la célula?
-Una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de piruvato a través del proceso de glucólisis, que ocurre en el citoplasma.
¿Dónde ocurre el proceso de glucólisis?
-El proceso de glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula.
¿Cómo se transforman las moléculas de piruvato en presencia de oxígeno?
-Las moléculas de piruvato entran en la matriz mitocondrial y son transformadas en acetil coenzima A en presencia de oxígeno.
¿Qué es el ciclo de Krebs y qué sucede en él?
-El ciclo de Krebs es un proceso metabólico en el cual las moléculas de acetil coenzima A ingresan y se generan algunas moléculas de ATP y NADH y FADH2, que serán utilizadas para generar más ATP en los siguientes pasos.
¿Qué son los electrones transportados por NADH y FADH2 y cuál es su papel en la respiración celular?
-Los electrones transportados por NADH y FADH2 son electrones que se separaron de los átomos de carbono durante la glucólisis, la oxidación del ácido pirúvico y el ciclo de Krebs. Estos electrones, que aún se encuentran en un nivel energético alto, son transportados a través de la cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria, donde se liberan al pasar a niveles energéticos inferiores y se utiliza esa energía para sintetizar ATP.
¿Cuáles son los componentes principales de la cadena transportadora de electrones?
-Los componentes principales de la cadena transportadora de electrones son los complejos multienzimáticos que poseen moléculas del citocromo, que junto con FMN, la coenzima Q y los fitocromos BC y A3, son los principales transportadores de electrones.
¿Cómo se forma el gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna?
-El gradiente de protones se forma a través del transporte de electrones por la cadena respiratoria, donde parte de la energía liberada se utiliza para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio entre las membranas, creando así una diferencia de concentración y una diferencia de carga eléctrica.
¿Qué es la fosforilación oxidativa y cómo se relaciona con la síntesis de ATP?
-La fosforilación oxidativa es el proceso mediante el cual las mitocondrias utilizan la energía liberada por la transferencia de electrones y el gradiente de protones para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato. Este proceso es impulsado por el potencial electroquímico o fuerza protón motriz.
¿Quién fue Peter Mitchell y qué aportó a la comprensión del mecanismo de la fosforilación oxidativa?
-Peter Mitchell fue un bioquímico británico que propuso que la síntesis de ATP era impulsada por un gradiente de protones establecido a través de la membrana mitocondrial interna. Por su trabajo, recibió el premio Nobel en 1978.
¿Qué es el acoplamiento químio-motico y cómo se relaciona con la producción de ATP?
-El acoplamiento químio-motico es el mecanismo mediante el cual la producción de ATP en la fosforilación oxidativa incluye tanto procesos químicos como procesos de transporte a través de una membrana selectivamente permeable. Este proceso involucra la formación de un gradiente de protones y su posterior uso para la síntesis de ATP.
¿Cuál es el papel de la ATP sintasa en la síntesis de ATP?
-La ATP sintasa, ubicada en la membrana mitocondrial interna, es la enzima responsable de acoplar el movimiento de los protones a través del canal formado por la subunidad F0 con la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato, disipando así el gradiente de protones y produciendo ATP.
¿Cuántas moléculas de ATP se forman aproximadamente por cada molécula de glucosa oxidada a dióxido de carbono y agua?
-Aproximadamente se forman 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa oxidada a dióxido de carbono y agua.
Outlines
🌐 Proceso de oxidación de la glucosa y la cadena de transporte de electrones
Este párrafo describe el proceso metabólico que ocurre cuando una molécula de glucosa entra en la célula y se convierte en piruvato a través de la glucólisis. Luego, las moléculas de piruvato, en presencia de oxígeno, entran en la matriz mitocondrial y son transformadas en acetil coenzima A, el cual ingresa al ciclo de Krebs. Durante estos procesos, se generan moléculas de ATP y moléculas de NADH y FADH2, que contienen electrones con alto nivel energético. Estos electrones son transportados a través de la cadena de transporte de electrones, también conocida como cadena respiratoria, donde se liberan gradualmente su energía para ser utilizada en la síntesis de ATP a través de la fosforilación oxidativa.
🏆 Peter Mitchell y la síntesis de ATP a través del gradiente de protones
Este párrafo aborda la teoría de Peter Mitchell, quien propuso que la síntesis de ATP es impulsada por un gradiente de protones establecido a través de la membrana mitocondrial interna. Mitchell recibió el Premio Nobel por su trabajo en 1978. Los estudios posteriores han revelado detalles sobre este mecanismo, conocido como acoplamiento químiosmótico. Se describe cómo los componentes de la cadena transportadora de electrones están dispuestos en la membrana mitocondrial interna y cómo la energía liberada durante el transporte de electrones se utiliza para bombear protones, creando un gradiente de protones que, a su vez, impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato. El proceso involucra la acción de la ATPasas, una enzima que cataliza la síntesis de ATP en la mitocondria intacta.
🔋 Eficiencia energética en la oxidación de la glucosa
Este párrafo final indica que la cantidad de ATP sintetizado varía según las necesidades energéticas de las células, y menciona que en un próximo vídeo se estudiará el rendimiento energético global de la oxidación de la glucosa. Además, el autor anima a los espectadores a dar like y suscribirse al canal para obtener más información, destacando la importancia del conocimiento en el destino de las personas.
Mindmap
Keywords
💡Glucosa
💡Piruvato
💡Ciclo de Krebs
💡Cadena de Transporte de Electrones
💡Fosforilación Oxidativa
💡Coenzima Q
💡Citocromo
💡ATP
💡NADH y FADH2
💡Membrana Mitocondrial Interna
💡Peter Mitchell
Highlights
Una molécula de glucosa ingresa en la célula y es convertida en dos moléculas de piruvato a través del proceso de glucólisis.
Las moléculas de piruvato, en presencia de oxígeno, ingresan en la matriz mitocondrial y son transformadas en acetil coenzima A.
Las moléculas de acetil coenzima A entran en el ciclo de Krebs, donde se generan moléculas de ATP y NADH y H2.
La mayor parte de la energía potencial de la glucosa se encuentra en los electrones de NADH y FADH2.
Los electrones de NADH y FADH2 son transportados por la cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria.
La cadena transportadora de electrones está compuesta por complejos multienzimáticos y moléculas de citocromo que catalizan reacciones de óxido reducción.
Los electrones son llevados a niveles energéticos sucesivamente inferiores, liberando energía que es utilizada para la síntesis de ATP.
Los electrones de NADH son transportados hasta el oxígeno, formando tres moléculas de ATP por cada dos electrones.
Los electrones de FADH2 entran en la cadena de transporte en un nivel energético ligeramente inferior y forman dos moléculas de ATP.
La síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato es impulsada por un gradiente de protones establecido a través de la membrana mitocondrial interna.
Peter Mitchell propuso el mecanismo de la fosforilación oxidativa impulsada por un gradiente de protones, recibiendo el premio Nobel en 1978.
El acoplamiento químio-motico involucra tanto procesos químicos como procesos de transporte a través de una membrana selectivamente permeable.
Un gradiente de protones es establecido y luego la energía potencial almacenada en él se utiliza para la síntesis de ATP.
La ATP sintasa, un complejo proteico, acopla el movimiento de los protones a la síntesis de ATP.
El complejo F1 tiene sitios de unión a ATP y ADP y cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato.
Aproximadamente 38 moléculas de ATP son formadas por cada molécula de glucosa oxidada a dióxido de carbono y agua.
Las necesidades energéticas de las células varían y, en consecuencia, la cantidad de ATP sintetizado también varía.
El próximo vídeo estudiará el rendimiento energético global de la oxidación de la glucosa.
Transcripts
recapitulando lo que vimos en los vídeos
anteriores cuando una molécula de
glucosa ingresa en la célula es
convertida en dos moléculas de piruvato
a través del proceso de glucólisis que
ocurre en el citoplasma luego estas
moléculas de piruvato en presencia de
oxígeno ingresan en la matriz
mitocondrial y son transformadas en
acetil coenzima a estas moléculas de
acetil con cima a ingresan en el ciclo
de krebs
recordemos que en cada uno de estos
pasos se generaron algunas moléculas de
atp y otras moléculas de nada chispa de
h2 que se utilizarán en el siguiente
paso para generar muchísimas más
moléculas de atp
en el vídeo de hoy vamos a hablar sobre
la cadena de transporte de electrones y
la fosforilación oxidativa
bienvenidos a una nueva edición de nutri
mente
como acabo de mencionar las moléculas de
glucosa está ya completamente oxidada
parte de su energía potencial su zona
transformación de adp y fosfato en atp
sin embargo la mayor parte de la energía
almacenada permanece en los electrones
que se separaron de los átomos de
carbono y fueron conducidos a los
receptores nada más y fad que se
redujeron a nada h ifad h 2 estos
electrones ganados durante la glucólisis
la oxidación del ácido peer ubicó y el
ciclo de krebs aún se encuentran en un
nivel energético alto
durante el transporte terminal de
electrones que es la etapa final de la
respiración los electrones del nada che
y del fad h dos de alto nivel energético
son conducidos paso a paso a un nivel
energético inferior a través de una
secuencia de reacciones de óxido de
reducción que constituyen la cadena
transportadora de electrones o cadena
respiratoria
los componentes principales de la cadena
transportadora de electrones son
complejos multi enzimáticos que poseen
unidas moléculas del citocromo gracias a
los siete cromos estas enzimas pueden
catalizar las sucesivas reacciones de
óxido de reducción
aunque las estructuras de los fitocromos
son parecidas cada una difiere lo
suficiente como para captar electrones
con diferentes niveles energéticos el
átomo de hierro de cada citocromo acepta
y libera en forma alternada un electrón
y lo transfiere al siguiente citocromo
en un nivel de energía ligeramente
inferior
veamos en más detalle esta
representación esquemática de la cadena
transportadora de electrones las
moléculas que se indican el mono núcleo
sido de flavin a que llamaremos fmn la
coenzima q y los fitocromos bc
y a3 son los principales transportadores
de electrones de la cadena al menos
otras nueve moléculas transportadoras
funcionan como intermediarios además de
las que se muestran aquí los electrones
transportados por el nada che entran en
la cadena cuando son transferidos al smn
que entonces se reduce casi
instantáneamente el smn cede los
electrones a la coenzima q el smn vuelve
así a su forma oxidada listo para
recibir otro par de electrones y la
coenzima q se reduce la coenzima q pasa
entonces los electrones al siguiente
aceptar y vuelve a su forma oxidada
el proceso se repite en sentido
descendente los electrones al pasar por
la cadena respiratoria van saltando a
niveles energéticos sucesivamente
inferiores los electrones que son
transportados por el fad h2 se
encuentran a un nivel energético
ligeramente inferior que los del mnad h
en consecuencia entran en la cadena de
transporte más abajo a la altura de la
coenzima q
los electrones finalmente son aceptados
por el oxígeno que se combina con
protones es decir iones hidrógenos en
solución y se forma agua
cuando los electrones se mueven por la
cadena respiratoria saltando a niveles
energéticos inferiores se libera energía
esta energía es reconocida por las
mitocondrias y se utiliza para
sintetizar atp a partir de atp en un
proceso denominado fosforilación
oxidativa las medidas cuantitativas
muestran que de cada dos electrones que
pasan del mnad h al oxígeno se forman
tres moléculas de atp a partir de a dp y
fosfato por cada dos electrones que
pasan del fad h2 que se recogen a un
nivel energético algo menor se forman
dos moléculas de atp en la fosforilación
oxidativa el potencial de transferencia
del nada che y del fase 2 se convierte
en el potencial de transferencia del
fosfato de la molécula de atp
durante muchos años el mecanismo de la
fosforilación oxidativa es decir la
síntesis de atp a partir de atp y
fosfato a medida que los electrones
descienden por la cadena de transporte
fue un acertijo en la década de 1960 el
bioquímico británico peter mitchell
propuso que la síntesis de atp era
impulsada por un gradiente de protones
establecido a través de la membrana
mitocondrial interna por su trabajo
recibió el premio nobel en 1978
los estudios posteriores revelaron
muchos detalles acerca de este mecanismo
conocido como acoplamiento quimios
motico el vocablo quimios motico refleja
el hecho de que la producción de atp en
la fosforilación oxidativa incluye tanto
procesos químicos como procesos de
transporte a través de una membrana
selectivamente permeable ahora sabemos
que en el acoplamiento aquí mismo tico
tienen lugar dos acontecimientos
diferentes en primer lugar se establece
un gradiente de protones a través de la
membrana mitocondrial interna y en
segundo lugar la energía potencial
almacenada en el gradiente se libera y
es capturada en la formación de atp a
partir de adp y fosfato
tal como se muestra en esta figura los
componentes de la cadena transportadora
de electrones están dispuestos en una
serie ordenada temporalmente sobre la
membrana interna de la mitocondria la
mayoría de los transportadores de
electrones están en íntima asociación
con proteínas integrales de membrana en
tres puntos de transición de esta cadena
parte de la energía liberada a medida
que se transportan los electrones se
utiliza para bombear protones desde la
matriz mitocondrial al espacio entre las
membranas externa e interna de la
mitocondria este transporte produce una
diferencia en la concentración de
protones ya que la membrana interna es
impermeable a ellos también se produce
una diferencia de carga eléctrica la
matriz es más negativa que el exterior
debido al bombeo de los protones
estos dos efectos la diferencia de carga
y la concentración de protones
establecen un potencial electroquímico
también llamado fuerza protón motriz
esta fuerza impulsa a los protones de
nuevo al interior de la matriz a través
de un canal de un complejo proteico
específico la atp cintas a este complejo
multi enzimático es el que ubicado en
las crestas mitocondriales acopla el
movimiento de los protones a la síntesis
de atp y de esta manera se produce la
disipación del gradiente aquí mismo tico
la enzima dtp sintasa que como acabamos
de mencionar es la responsable del
acoplamiento aquí mismo tico se
encuentra en la membrana plasmática de
las bacterias en la membrana ty la colla
de los cloroplastos de las plantas y en
la membrana mitocondrial interna de
animales y plantas está formada por dos
complejos multi médicos llamados efe 0 y
f 1 f 0 esta embutido en la membrana
mitocondrial interna mientras que f 1
está unida a efe 0 en la zona más
próxima a la matriz
se ha demostrado que el complejo f1
tiene sitios de unión a atp y adp y en
solución actúa como un atp asa es decir
cataliza la hidrólisis de atp a atp sin
embargo en la mitocondria intacta su
función habitual es la inversa
inicialmente los protones fluyen a favor
del gradiente electroquímico a través
del canal formado por la subunidad f
zero que conecta el espacio interna
hembra na con la matriz mitocondrial a
medida que esto sucede parte de la
energía del gradiente electroquímico es
transferido de la estructura proteica de
ese 0
la captura de energía por el canal
produce un cambio conformación al que se
traduce hacia la subunidad de c-1 esta
subunidad impulsa la síntesis de atp a
partir de atp y fosfato
en resumen el acoplamiento aquí mismo
tico de la fosforilación oxidativa puede
verse en esta figura vimos que existen
varios complejos de proteínas inmersos
en la membrana mitocondrial interna
estos complejos contienen los
transportadores de electrones y las
enzimas necesarias para catalizar la
transferencia de electrones de un
transportador a otro mientras los
electrones son transportados a lo largo
de la cadena respiratoria se bombean
protones a través de los complejos
proteicos desde la matriz hacia el
espacio intervendrán a los electrones
finalmente se combinan con los protones
y el oxígeno y se forma agua el
movimiento de protones a favor del
gradiente a medida que pasen a través
del complejo de la atp sintasa
suministre la energía por medio de la
cual se genera el atp a partir del atp y
el fosfato inorgánico se forman
aproximadamente 38 moléculas de atp por
cada molécula de glucosa oxidada a
dióxido de carbono y agua
las necesidades energéticas de las
células varían según las circunstancias
y también varía la cantidad de atp
sintetizado en un próximo vídeo vamos a
estudiar el rendimiento energético
global de la oxidación de la glucosa si
este vídeo te sirvió para aprender o
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