La cadena de transporte de electrones (etc.) es el proceso bioquímico que produce la mayor parte del combustible de una célula en organismos aeróbicos. esto implica la acumulación de una fuerza motriz de protones (pmf), que permite la producción de atp, el principal catalizador de las reacciones celulares. El etc es una serie de reacciones redox donde los electrones se transfieren de los reactivos a las proteínas mitocondriales. esto le da a las proteínas la capacidad de mover protones a través de un gradiente electroquímico, formando el pmf.
El ciclo del ácido cítrico se alimenta en el etc.
Los principales reactivos bioquímicos del etc son los donantes de electrones succinato y nicotinamida adenina dinucleótido hidrato (nadh). estos son generados por un proceso llamado ciclo del ácido cítrico (cac). las grasas y los azúcares se descomponen en moléculas más simples, como el piruvato, que luego se introducen en el cac. el cac quita energía de estas moléculas para producir las moléculas densas en electrones que necesita el etc. el cac produce seis moléculas nadh y se superpone con el etc. apropiado cuando forma succinato, el otro reactivo bioquímico.
nadh y fadh2
la fusión de una molécula precursora pobre en electrones llamada nicotinamida adenina dinucleótido (nad +) con un protón forma nadh. nadh se produce dentro de la matriz mitocondrial, la parte más interna de la mitocondria. Las diversas proteínas de transporte de la zona, etc., se encuentran en la membrana interna mitocondrial, que rodea la matriz. Nadh dona electrones a una clase de proteínas, etc., llamadas nadh deshidrogenasas, también conocidas como complejo i. esto rompe a nadh de nuevo en nad + y un protón, transportando cuatro protones fuera de la matriz en el proceso, incrementando el pmf. otra molécula llamada flavina adenina dinucleótido (fadh2) desempeña un papel similar como donante de electrones.
succinate y qh2
la molécula de succinato es producida por uno de los pasos intermedios del cac y posteriormente se degrada en fumarato para ayudar a formar el donador de electrones de dihidroquinona (qh2). esta parte del cac se superpone con el etc: qh2 alimenta una proteína de transporte llamada complejo iii, que actúa para expulsar protones adicionales de la matriz mitocondrial, lo que aumenta el pmf. complex iii activa un complejo adicional llamado complex iv, que libera aún más protones. por lo tanto, la degradación del succinato a fumarato da como resultado la expulsión de numerosos protones de la mitocondria a través de dos complejos de proteínas que interactúan.
oxígeno
Las células aprovechan la energía a través de una serie de reacciones de combustión lentas y controladas. Las moléculas como el piruvato y el succinato liberan energía útil cuando se queman en presencia de oxígeno. Los electrones en el etc. finalmente pasan al oxígeno, que se reduce a agua (h2o), absorbiendo cuatro protones en el proceso. de esta manera, el oxígeno actúa como un receptor terminal de electrones (es la última molécula para obtener los electrones, etc.) y un reactivo esencial. El etc. no puede ocurrir en ausencia de oxígeno, por lo que las células hambrientas de oxígeno recurren a una respiración anaeróbica altamente ineficiente.
adp y pi
El objetivo final de la etc. es producir la molécula de alta energía trifosfato de adenosina (atp) para catalizar reacciones bioquímicas. Los precursores de atp, difosfato de adenosina (adp) y fosfato inorgánico (pi) se importan fácilmente en la matriz mitocondrial. Se necesita una reacción de alta energía para unir adp y pi, que es donde funciona el pmf. Al permitir que los protones regresen a la matriz, se produce energía de trabajo, forzando la formación de atp a partir de sus precursores. se estima que 3.5 hidrógenos deben entrar en la matriz para la formación de cada molécula atp.