2.29: Transporte de electrones
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¿Tren, camión, barco o avión?
Formas de transporte. Para hacer ATP, la energía debe ser “transportada”, primero de la glucosa al NADH, y luego de alguna manera pasarla al ATP. ¿Cómo se hace esto? Con una cadena de transporte de electrones.
Respiración Celular Etapa III: Transporte de Electrones
El transporte de electrones es la etapa final de la respiración aeróbica. En esta etapa, la energía de NADH y FADH 2, que resultan del ciclo de Krebs, se transfiere a ATP. ¿Puedes predecir cómo sucede esto? (Pista: ¿Cómo ocurre el transporte de electrones en la fotosíntesis?)
Consulte http://www.youtube.com/watch?v=1engJR_XWVU para obtener una visión general de la cadena de transporte de electrones.
Transportando electrones
Los electrones de alta energía se liberan del NADH y FADH 2, y se mueven a lo largo de las cadenas de transporte de electrones, como las utilizadas en la fotosíntesis. Las cadenas de transporte de electrones se encuentran en la membrana interna de la mitocondria. A medida que los electrones de alta energía son transportados a lo largo de las cadenas, parte de su energía es capturada. Esta energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno (desde NADH y FADH 2) a través de la membrana interna, desde la matriz hacia el espacio intermembrana. El transporte de electrones en una mitocondria se muestra en la Figura a continuación.
Las cadenas de transporte de electrones en la membrana interna de la mitocondria llevan a cabo la última etapa de la respiración celular.
Haciendo ATP
El bombeo de iones de hidrógeno a través de la membrana interna crea una mayor concentración de los iones en el espacio intermembrana que en la matriz. Este gradiente quimiosmótico hace que los iones fluyan de nuevo a través de la membrana hacia la matriz, donde su concentración es menor. La ATP sintasa actúa como una proteína de canal, ayudando a que los iones de hidrógeno crucen la membrana. También actúa como una enzima, formando ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. Después de pasar por la cadena de transporte de electrones, los electrones “gastados” se combinan con el oxígeno para formar agua. Es por ello que se necesita oxígeno; en ausencia de oxígeno, este proceso no puede ocurrir.
¿Cuánto ATP se produce? Los dos NADH producidos en el citoplasma producen de 2 a 3 ATP cada uno (4 a 6 en total) por el sistema de transporte de electrones, los 8 NADH producidos en las mitocondrias producen tres ATP cada uno (24 en total), y el 2 FADH 2 agrega sus electrones al sistema de transporte de electrones a un nivel inferior al NADH, por lo que producen dos ATP cada uno (4 en total). Esto da como resultado la formación de 34 ATP durante la etapa de transporte de electrones.
Un resumen de este proceso se puede ver en los siguientes sitios: http://www.youtube.com/watch?v=fgCcFXUZRk (17:16) y http://www.youtube.com/watch?v=W_Q17tqw_7A (4:59).
Resumen
- El transporte de electrones es la etapa final de la respiración aeróbica. En esta etapa, la energía de NADH y FADH 2 se transfiere a ATP.
- Durante el transporte de electrones, la energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno a través de la membrana interna mitocondrial, desde la matriz hacia el espacio intermembrana.
- Un gradiente quimiosmótico hace que los iones de hidrógeno fluyan de nuevo a través de la membrana mitocondrial hacia la matriz, a través de ATP sintasa, produciendo ATP.
- Consulte Mitocondrias en http://johnkyrk.com/mitochondrion.html para obtener un resumen detallado.
Explora más
Utilice este recurso para responder a las preguntas que siguen.
- Cadena de Transporte de Electrones en http: //www.science.smith.edu/departments/biology/bio231/etc.html.
- ¿Qué sucede cuando los electrones pasan a lo largo del ETC del NADH al oxígeno?
- ¿Qué sucede cuando los electrones pasan a lo largo del ETC de FADH 2 al oxígeno?
- ¿Cuál es el significado del gradiente de protones dentro de las mitocondrias?
Revisar
- Resumir la tarea general de la Etapa III de respiración aeróbica.
- Explicar el gradiente quimiosmótico.
- ¿Cuál es el número máximo de moléculas de ATP que se pueden producir durante la etapa de transporte de electrones de la respiración aeróbica?