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La Cadena Respiratoria

En este punto la célula ha ganado solo 4 ATP, 2 en la glucólisis y dos en el ciclo de Krebs,

sin ebargo ha capturado electrones energéticos en !" #A$%2 y 2 &A$%2' Estostransportadores depositan sus electrones en el sistea de transporte de

electrones locali(ado en la ebrana interna de la itocondria'

La cadena respiratoria est) *orada por una serie de transportadores de electronessituados en la cara interna de las crestas itocondriales y +ue son capaces de trans*erir

los electrones procedentes de la oidación del sustrato hasta el o-geno olecular, +ue se

reducir) *or)ndose agua'

Coo resultado de esta trans*erencia de electrones, los transportadores se oidan y se

reducen alternati.aente, liber)ndose una energ-a +ue en algunos casos es su*iciente

para *os*orilar el A$P y *orar una olécula de ATP' /e trata de la *os*orilación

oidati.a +ue perite ir alacenando en enlaces ricos en energ-a la energ-a contenida en

las oléculas #A$%2, &A$%2, #A$P%2, +ue se liberan en la glucólisis y en el ciclo de

Krebs y +ue ser) )s tarde *)cilente utili(ada' Toda cadena respiratoria +ue coience

por el #A$ conduce a la *oración de 0 ATP ientras +ue si coien(a por el &A$

produce sólo 2 ATP' El rendiiento energético del #A$P es siilar al del #A$, as- coo

el del 1TP lo es al del ATP

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$e*inición de Cadena respiratoria bio+u-ica3

 Etapa *inal del proceso respiratorio en la +ue se establece un transporte de electrones,

pasando éstos de unas en(ias a otras, y liber)ndose una gran cantidad de energ-a'

Los electrones liberados en la glucólisis y en el ciclo de Krebs por acción de en(ias

deshidrogenasas, pasan a ser transportados por un conunto de en(ias oidasas

5oidasas del transporte electrónico6 +ue los .an pasando de una a otra, y constituyen una

cadena' $icha cadena de transporte electrónico est) *orada por las siguientes oidasas7

*la.oprote-nas, citocroos y citocroooidasas8 éstas 9ltias incorporan los electrones al

o-geno, con lo cual se produce una reducción del iso y se *ora *inalente una

olécula de agua' $eshidrogenasas y oidasas son en(ias incluidas en el grupo de las

oidorreductasas'

Las cadenas de transporte electrónico se hallan locali(adas en las part-culas eleentales

+ue recubren las crestas de las itocondrias' $urante este transporte de electrones por la

cadena de oidasas se libera una gran cantidad de energ-a +ue .a siendo captada por 

oléculas de A$P 5adenosina di*os*ato6, +ue incorporan )cido *os*órico y se trans*oran

en ATP 5adenosina tri*os*ato6' Tal acoplaiento se conoce con el nobre de *os*orilación

oidati.a' #o obstante, parte de la energ-a +ue se libera lo hace en *ora de calor' La +ueha +uedado acuulada en *ora de ATP es *)cilente utili(ada por el organiso para

desarrollar sus distintas *unciones *isiológicas'

Coponentes de la cadena respiratoria

En las itocondrias, el #A$P% y el &A$%2, +ue son las oléculas donde se encuentra la

ayor parte de la energ-a en *ora de electrones, obtenida en la oidación de la glucosa,

.an a ceder sus electrones y se .a a generar de nue.o #A$: y &A$, para +ue se puedan

.ol.er a utili(ar en la glucólisis y en el ciclo de Krebs'

Los coponentes principales de la cadena de transporte de electrones son los

citocroos' /u estructura, *orada por una prote-na y un anillo con un )too de hierro,

les .a a peritir aceptar electrones de distintos ni.eles energéticos' El )too de hierro

acepta y libera alternati.aente un electrón, pas)ndolo al siguiente citocroo con un ni.el

energético un poco in*erior' Cuando han liberado su energ-a, los electrones son cedidos al

o-geno, +ue se carga y se siente uy atra-do por los protones 5%:6, *orando as- agua'

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Por cada 2 electrones +ue pasan del #A$% al o-geno se *oran 0 oléculas de ATP8 y

por cada 2 electrones del &A$%2 se *oran 2 oléculas de ATP'

$entro de la cadena de transporte de electrones eisten tres pasos en +ue la cantidad de

energ-a cedida es ayor8 uno, al pasar los electrones del &;# 5ononucleótido de

*la.ina6 a la coen(ia <, tabién llaada ubi+uinona8 otro, en el paso del citocroo b alcitocroo c8 y por 9ltio, el del citocroo a al citocroo a0' En todos estos pasos la

energ-a liberada por el paso de dos electrones es capa( de *os*orilar un A$P y

trans*orarlo en ATP'

El ecaniso por el +ue se *ora ATP a partir de este transporte de electrones se llaa

acoplaiento +uiiosótico, del +ue a9n +ueda ucho por saber'

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La cadena respiratoria se abastece de poder reductor 

Las células eucariotas y procariotas obtienen energ-a, principalente bao *ora de ATP,

a partir del poder reductor 5o %26 presente en las oléculas de gl9cidos, l-pidos y

aino)cidos, entre otras' El aceptor *inal de los %2 es el =2, se trata de un eeplo de

célula aerobia' /in ebargo, hay otros tipos de células en +ue los aceptores *inales de %2

son oléculas di*erentes del =2, esas células son anaerobias y *erentati.as' Ahora.aos a centrar el estudio en células aerobias'

>na *ora de anali(ar el *uncionaiento de la cadena respiratoria es a tra.és de los

copleos +ue *oran los transportadores y las en(ias'

? El Copleo @ 5#A$% ubi+uinona reductasa6 es por donde ingresan la ayor-a de los

electrones a la cadena' Los electrones son trans*eridos desde el #A$%'% a la Co< 5&ig'

B6, a tra.és del &;# 5*la.-n ononucleótido6 +ue es parte del Copleo @' El es+uea

resue el proceso'

El Copleo @@ 5succinato deshidrogenasa6 es el otro punto de entrada de electrones a la

cadena 5&ig' B6, y en su trans*erencia entre el &A$ y la Co< no libera energ-a su*iciente

para bobear protones' Por esto se genera un ATP enos cuando la cadena coien(a

por el &A$ respecto a cuando coien(a por el #A$'

? El Copleo @@@ 5Co< citocroo c reductasa6 recibe electrones de los Copleos @ y @@

5&ig' y B6' A partir de este paso se transportan electrones, y +uedan libre los %:' El

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Copleo @@@ in.olucra a los citocroos y la energ-a aportada por este Copleo para el

bobeo de protones es su*iciente para *orar ATP 5&ig' D6'

El Copleo @ 5citocroo oidasa6 catali(a la *oración de %2= a partir de los 2 e, F =

y 2%:'

Este copleo contribuye con la generación de un gradiente de protones su*iciente para

generar un ATP' =bser.ar +ue el o-geno se reduce a agua, ientras la energ-a liberada

por los electrones perite la *os*orilación del A$P a ATP7 el proceso se denoina

*os*orilación oidati.a'

? El Copleo , tabién anclado en la ebrana itocondrial interna, es la ATPasa o

 ATPsintasa 5&ig' B6' Este copleo est) *orado por los coponentes &o y &!7

 a' &o corresponde al canal protónico 5&ig' D6' En presencia de oligoicina, un antibiótico

+ue se une a este canal, no ocurre el pasae de %:, y por lo tanto se inhibe la s-ntesis de

 ATP'

b' &! contiene las unidades catal-ticas de la ATPasa, +ue perite sinteti(ar el ATP a partir 

del A$P y P 5&ig' B y D6'

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? Los a(9cares, )cidos grasos y aino)cidos cuando son oidados 5degradados6 pro.een

de poder reductor, de anera )s o enos directa, a la cadena respiratoria 5&igura !6'

 As-, se reducen co*actores coo el #A$ y el &A$ dando inicio a la trans*erencia del poder 

reductor 5%26 hasta el aceptor *inal, +ue en los organisos aerobios es el =2 5&igura !6'

? La .ariación de energ-a de los electrones desde los precursores reducidos 5aino)cidos,

gl9cidos y )cidos grasos6 hasta el agua, es un proceso eergónico, +ue ipulsa la

reacción endergónica de s-ntesis de ATP a partir del A$P y P'

La cadena respiratoria en las células eucariotas ocurre en itocondrias

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? La itocondria en un organelo presente en las células de .egetales, aniales y hongos,

es decir en todas las eucariotas' /u n9ero por célula es .ariable, y est) liitada por dos

ebranas, una eterna y otra interna' Estas ebranas deliitan dos espacios7 la

c)ara eterna o espacio interebranal y la atri('

? En la ebrana interna se locali(a la cadena respiratoria, +ue consta de una serie de

transportadores de electrones coo el #A$, Co<, citocroos y di.ersas en(ias' En las

bacterias la cadena respiratoria est) asociada a la ebrana celular'

? La cadena respiratoria siepre est) asociada a una ebrana, por+ue para su

*uncionaiento es necesario un ordenaiento espacial bien de*inido de los

transportadores y prote-nas +ue la integran, coo se .er) )s adelante'

Los transportadores de cadena respiratoria tienen di*erente a*inidad por los electrones

 A tra.és de la cadena respiratoria se dan reacciones de óido reducción +ue se suceden

desde el #A$ y el &A$ hasta el o-geno 5&ig' 6' Los electrones pueden ser captados o

cedidos de di*erentes *oras7

a' un electrón indi.idualente,

b' un electrón unido a un protón8 coo un )too de %,

c' dos electrones unidos a dos protones8 coo dos )toos de %'

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En la *igura se representan los transportadores de la cadena respiratoria ordenados

seg9n su potencial redo' La dirección del *luo de e, indicada con una *lecha, es desde

los transportadores con enor a*inidad por los e 5potencial redo )s electronegati.o6 a

los de ayor a*inidad 5potencial redo )s electropositi.o6'

La cadena respiratoria est) integrada por trasportadores y prote-nas +ue *oran los

GcopleosH