R3 Bioenergética Mitocondrial, producción de ATP

La mitocondria es un orgánulo citoplasmático presente de forma permanente en las células

eucariotas, cuya función es fundamentalmente energética al intervenir en la respiracón celular

aerobia, ya que en ellas se llevan a cabo las reacciones del ciclo de Krebs, cadena respiratoria,

oxidación de ácidos grasos y, en general, las reacciones propias de los procesos catabólicos. La

respiración celular aerobia es un proceso catabólico a través del cual los combustibles orgánicos

van a ser oxidados totalmente, obteniéndose como productos finales de esta degradación H2O,

CO2 y energía.

Las mitocondrias suelen tener forma cilíndrica, a modo de bastón. Su estructura se observa en

corte longitudinal. Son orgánulos limitados por una doble membrana: la membrana mitocondrial externa es lisa, mientras que la membrana mitocondrial interna forma invaginaciones o repliegues denominados crestas mitocondriales. Entre ambas membranas existe un espacio intermembranoso. El espacio que queda delimitado por la membrana interna es la matriz mitocondrial y contiene, entre otros componentes, ADN y ribosomas. Los procesos metabólicos que tienen lugar en la mitocondira son los siguientes:

1. β - oxidación de los ácidos grasos

2. Transformación del ácido pirúvico en acetil-CoA

3. Ciclo de Krebs

4. La cadena de transporte electrónico y

5. La fosforilación oxidativa; que es de nuestro interés por la producción del ATP.

El NADH y el FADH2 formados en la glicolisis, en la oxidación de los ácidos grasos y en el ciclo del ácido cítrico, son moléculas ricas en energía porque poseen un par de electrones con elevado potencial de transferencia. Cuando estos electrónes se transfieren al oxígeno molecular, se libera una gran cantidad de energía, que puede ser utilizada para generar ATP. La fosforilación oxidativa es el proceso por el que se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde NADH a del FADH2 al O2 o a través de una serie de transportadores de electrones.

En los organismos aeróbicos esta es la principal fuente de ATP. La fosforilación oxidativa genera 26 de las 30 moléculas de ATP que se forman cuando la glucosa se oxida completamente a CO2 y H2O.

El flujo de electrones desde el NADH o el FADH2 al O2 a través de complejos proteícos localizados en la membrana interna mitocondrial, provoca bombeo de protones hacia el exterior de la matriz mitocondrial. Se genera una fuerza protomotriz que está formada por un gradiente de pH y por un potencial eléctrico transmembranal. Cuando los protones regresan a ala matriz mitocondrial a través de un complejo enzimático, se sintetiza ATP. De esta forma la oxidación y la fosforilación están acompladas por un gradien de protones a través de la membrana interna mitocondrial.

Referencias

·         Stayer, l; Bioquímica. (1995). 4ta Edición. Editorial Reverté S.A. Barcelona. Vol. 2

·         Fosforilación Oxidativa. (2009).  Facultad de Bioquímica. Universidad de Uruguay. [Electrónico]. Obtenido el 21 de Marzo de 2011 de: http://www.utu.edu.uy/Escuelas/departamentos/canelones/vitivinicultura/Bioquimica%20Enologica/Teoricos/Fosforilacion%20oxidativa.pdf