Post on 12-Jun-2015
La mitocondria y el flujo de energía
RIA DR HUITRON HERNANDEZ JOSE ALONSOISSEMYM ECATEPEC
FORMA DE LA MITOCONDRIA
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
Matriz Contiene enzimas, coenzimas, agua, fosfatos y otras
moléculas que intervienen en la respiración.
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
LA MEMBRANA EXTERNA PERMEABLE PARA LAS MOLÉCULAS PEQUEÑAS
MEMBRANA INTERNA PERMITE EL PASO DE MOLÉCULAS COMO EL
ÁCIDO PIRÚVICO Y ATP TIENE UNA IMPORTANCIA CRÍTICA PORQUE
CAPACITA A LAS MITOCONDRIAS PARA DESTINAR LA ENERGÍA DE LA RESPIRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE ATP.
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
LAS ENZIMAS DEL CICLO DE KREBS SE ENCUENTRAN EN LA MATRIZ
MITOCONDRIAL LAS ENZIMAS QUE ACTÚAN EN EL
TRANSPORTE DE ELECTRONES SE ENCUENTRAN EN LAS MEMBRANAS DE LAS
CRESTAS. MEMBRANAS INTERNAS DE LAS CRESTAS
ESTÁN FORMADAS POR UN 80 % DE PROTEÍNAS Y UN 20 % DE LÍPIDOS.
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
El ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida a dióxido de carbono y agua, completándose así la degradación de la glucosa.
El 95 % del ATP producido se genera, en la mitocondria.
Las mitocondrias son consideradas organoides semiautónomos, porque presentan los dos ácidos nucleicos (del tipo procarionte)
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
Partículas F1 Forma de hongo ATPasa especial que interviene en el
acoplamiento entre la oxidación y la fosforilación.
Partículas F1 se encuentran en la membrana interna, del lado relacionado con la matriz
Le confieren una asimetría característica relacionada con la función de la ATPasa
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
En la membrana interna mitocondrial se ubican 5 agregados proteicos o complejos multienzimáticos que se designan como Complejo I, Complejo II, Complejo III, Complejo IV, y Complejo V.
Cada uno de estos complejos está formado por varias proteínas.
Complejo I o NADH : Ubiquinona Oxidoreductasa.
Complejo II o Succinato : Ubiquinona Oxidoreductasa.
Complejo III o Citocromo bc1 o Ubiquinol : citocromo c Oxidoreductasa
Complejo IV o Citocromo Oxidasa. Complejo V o ATPasa mitocondrial o F1F0
ATPasa.
Complejo I o NADH : Ubiquinona Oxidoreductasa.
Con sus 42 – 43 subunidades distintas es el mayor de los cinco complejos en tamaño.
Tamaño de alrededor de 1 millón de daltons.
Posee grupos prostéticos participando en la transferencia de electrones
Complejo II o Succinato : Ubiquinona Reductasa
Formado por 4 subunidades proteicas.
Todas tienen grupo prostético. Subunidad SDHA con un FAD SDHB con tres centros SFe Subunidades SDHC y SDHD con los
citocromos de tipo b cit bL y citbS respectivamente.
Complejo III
Citocromo bc1 o Ubiquinol : citocromo c oxidoreductasa.
Contiene 11 subunidades. Unicamente tiene tres subunidades con grupos
prostéticos implicados en el transporte de electrones : 1 subunidad con un centro Fe2S2 ( proteína
ferrosulfurada de Rieske ) Un citocromo de tipo b con dos grupos hemo : bL
( b566, de bajo potencial redox ), otro bH ( b562, de alto potencial redox )
Un citocromo de tipo c1. La Ubiquinona ( CoQ ) y el Ubiquinol ( CoQH2 ) difunden
en la membrana mitocondrial interna. De esta forma “conectan” los complejos I y II con el III.
Complejo IV o Citocromo Oxidasa.
Contiene 13 subunidades. Su tamaño es de unos 200.000
daltons. Los grupos prostéticos que
participan directamente en el transporte de electrones son dos Cu y dos hemos
La Cadena Transportadora de Electrones se comporta como un gran sistema de bombeo de protones
Tres de los cuatro complejos ( I, III y IV ) se comportan como Bombas de protones.
Por cada 2 electrones transportados desde el NADH hasta el O2, se bombean 10 H+
FLUJO DE ENERGIA
El ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial
El transporte de electrones y la fosforilación oxidativa se producen a nivel de las crestas mitocondriales.
CICLO DE KREBS
Ácido pirúvico sale del citoplasma donde se produce mediante glucólisis
Atraviesa las membranas externa e interna de las mitocondrias.
VDO
El ácido pirúvico, de 3 carbonos, se oxida.Los átomos de carbono y oxígeno del grupo carboxilo se eliminan como dióxido de carbono (descarboxilación oxidativa)Queda un grupo acetilo, de dos carbonos. En esta reacción el hidrógeno del carboxilo reduce a una molécula de NAD+ a NADH.
CICLO DE KREBS
Ahora la molécula original de glucosa se ha oxidado a dos moléculas de CO2, y dos grupos acetilos y, además se formaron 4 moléculas de NADH
Cada grupo acetilo es aceptado por un compuesto llamado coenzima A dando un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA). Esta reacción es el eslabón entre la glucólisis y el ciclo de Krebs.
CICLO DE KREBS
Ácido cítrico vía común final de oxidación
Ácido pirúvico Ácidos grasos y Las cadenas de carbono de los
aminoácidos.
CICLO DE KREBS
La primera reacción del ciclo ocurre cuando la coenzima A transfiere su grupo acetilo (de 2 carbonos) al compuesto de 4 carbonos (ácido oxalacético) para producir un compuesto de 6 carbonos (ácido cítrico).
CICLO DE KREBS
la molécula original se reordena y continúa oxidándose
Se reducen otras moléculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2.
Además ocurren dos carboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a obtenerse una molécula inicial de 4 carbonos el ácido oxalacético.
CICLO DE KREBS
Observando el balance parcial del ciclo de Krebs, se comprueba que en este proceso no se obtiene energía directamente bajo la forma de ATP (sólo se obtiene 1 GTP que es equivalente a 1 ATP).
Se obtienen cantidades de coenzimas reducidas (NADH y FADH2), y es a través de la oxidación posterior que se obtendrá la energía para sintetizar ATP.
Cada coenzima NADH equivale a 3 ATP y cada coenzima FADH2 equivale a 2 ATP.
TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA
En esta etapa se oxidan las coenzimas reducidas
NADH se convierte en NAD+ FADH2 en FAD+ Al producirse esta reacción, los átomos de
hidrógeno son conducidos a través de la cadena respiratoria por un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos
TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA
En consecuencia, en esta etapa final de la respiración, estos electrones de alto nivel energético descienden paso a paso hasta el bajo nivel energético del oxígeno, formándose de esta manera agua.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
El flujo de electrones está acoplado al proceso de fosforilación
No ocurre a menos que también pueda verificarse este último.
Esto impide el desperdicio Los electrones no fluyen a menos que exista la
posibilidad de formación de fosfatos ricos en energía.
No habría formación de ATP y la energía de los electrones se degradaría en forma de calor.
VÍAS ANAERÓBICAS
A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse ácido láctico
Se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular
En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.