CLASE 39 BIOCA

¿Para qué oxidan los combustibles las células?

Para obtener energía en forma de ATP.

¿Cuáles son las dos estrategias principales de formación de ATP?

Fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa.

¿Qué es la fosforilación a nivel de sustrato?

Formación de ATP por transferencia directa de un fosfato desde un sustrato de alta energía al ADP.

¿Qué es la fosforilación oxidativa?

Síntesis de ATP impulsada por la transferencia de electrones desde NADH y FADH₂ al O₂.

¿Cuánta energía se requiere para fosforilar el ADP?

+7.3 kcal/mol

¿Quién es el agente reductor y quién es el agente oxidante en la fosforilación oxidativa?

NADH/FADH₂ son los reductores; el oxígeno es el oxidante.

¿Quién propuso la teoría quimiosmótica?

Peter Mitchell.

¿Que explica la teoría quimiosmótica?

Como se acopla la oxidación de NADH y FADH2 con la síntesis de ATP

¿Cómo se acopla la oxidación del NADH y FADH₂ con la síntesis de ATP?

Mediante un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna.

¿Qué ocurre con el pH durante la respiración mitocondrial?

El pH externo es 1.4 unidades menor que el interno.

¿Qué sucede con los protones después de acumularse en el espacio intermembranal?

Reingresan a la matriz a través de la ATP sintasa.

¿Qué proteínas permiten la disponibilidad de ADP y Pi en la matriz mitocondrial?

La translocasa ATP-ADP y el transportador de fosfato.

¿Qué es la ATP sintasa?

Es el complejo enzimático que cataliza la formación de ATP a partir de ADP y Pi.

¿Cuáles son los dos componentes principales de la ATP sintasa?

La unidad F₀ y la unidad F₁.

¿Qué función tiene la unidad F₀?

Forma el canal transmembranal por donde ingresan los protones.

¿Qué subunidades forman la unidad F₀?

a, b₂ y c₁₂.

¿Qué función tiene la unidad F₁?

Tiene la actividad catalítica que sintetiza ATP.

¿Hacia dónde se proyecta la unidad F₁?

Hacia la matriz mitocondrial.

¿Qué subunidades forman la unidad F₁?

α₃, β₃, γ, δ y ε.

¿Qué estructura conforman las subunidades c?

Un anillo que rota como parte del rotor móvil.

¿Que estructura forman las subunidades γ y ε.?

El tallo del rotor movil

¿Qué reacción cataliza la ATP sintasa?

ADP + Pi → ATP + H₂O.

¿Qué ion es necesario para la actividad de la ATP sintasa?

El Mg²⁺.

¿Quién propuso el mecanismo de “cambio de unión”?

Paul Boyer.

¿En qué consiste el mecanismo de cambio de unión?

En cambios conformacionales secuenciales de las subunidades β que permiten unión de ADP+Pi, síntesis de ATP y liberación de ATP.

¿Qué subunidades sufren cambios conformacionales durante la síntesis de ATP?

Las subunidades β.

¿Cuáles son las tres conformaciones de las subunidades β?

TP (ATP unido), DP (ADP unido) y E (vacía).

¿Qué significa la conformación TP?

Estado con ATP unido.

¿Qué significa la conformación DP?

Estado con ADP unido.

¿Qué significa la conformación E?

Estado vacío sin ligando.

¿Qué ocurre cuando ADP y Pi se unen a la ATP sintasa?

La conformación cambia de E a DP.

¿Qué ocurre cuando se sintetiza ATP?

La conformación cambia de DP a TP.

¿Qué ocurre cuando ATP se libera?

La conformación cambia de TP a E.

¿Cuántos protones (H⁺) se consumen por cada ATP formado?

4 protones.

¿Cuánto ATP se obtiene por cada NADH oxidado?

2.5 ATP.

¿Cuánto ATP se obtiene por cada FADH₂ oxidado?

1.5 ATP.

¿Por qué el NADH genera más ATP que el FADH₂?

Porque ingresa a la cadena en el complejo I, que bombea más protones, mientras que el FADH₂ lo hace en el complejo II, que no bombea protones.

¿Cómo se acoplan el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa?

El ciclo de Krebs produce NADH y FADH₂, que alimentan la cadena respiratoria, generando el gradiente de protones que impulsa la fosforilación oxidativa.

¿Qué enzima conecta directamente el ciclo de Krebs con la cadena respiratoria?

La succinato deshidrogenasa.

¿Dónde está localizada la succinato deshidrogenasa?

En la membrana mitocondrial interna, como parte del complejo II.

¿A qué molécula transfiere electrones la succinato deshidrogenasa?

A la coenzima Q (ubiquinona).

¿Como se encuentra coordinado el control de la glucolisis y del ciclo de krebs?

A traves de la demanda de la fosforilación oxidativa, osea del ATP o NADH

¿Que sucede ante una alta cantidad de ATP?

La isocitrato deshidrogenasa y la a-cetoglutarato deshidrogenasa se inhiben por el ATP lo que genera que se acumule citrato que es enviado al citosol donde inhibe a la fosfofructocinasa y por consiguiente a la glucolisis

¿De que depende la síntesis de ATP?

Del número de equivalentes de reducción oxidados en la CTE

¿Cuál es el rendimiento total de ATP de la oxidación completa de una molécula de glucosa?

32 ATP con lanzadera malato-aspartato, o 30 ATP con lanzadera glicerol-fosfato.

¿Cuántos ATP se forman si se utiliza la lanzadera malato-aspartato?

32 ATP.

¿Cuántos ATP se forman si se utiliza la lanzadera del glicerol fosfato?

30 ATP.

¿Cuanto ATP se forma de la oxidación de un acido graso como el palmitoil-coa?

108 ATP

¿Cuál es el factor más importante para determinar la velocidad de la fosforilación oxidativa?

La disponibilidad de ADP.

¿Qué necesita la fosforilación oxidativa para funcionar?

NADH (u otra fuente de electrones), O₂, ADP y Pi.

¿Qué es el control respiratorio o control por medio del aceptor?

Regulación de la respiración aerobia por el nivel de ADP.

¿Qué sucede con el transporte de electrones si no hay ADP disponible?

Se detiene.

Qué es el cociente respiratorio (CR)?

Es la relación entre moles de CO₂ producidos y moles de O₂ consumidos.

¿Cuál es el CR de la glucosa?

1.0.

¿Cuál es el CR de las grasas?

0.7.

¿Cuál es el CR de las proteínas?

0.8.

¿Cuál es el CR aproximado de una dieta mixta?

0.82.

¿Qué relación existe entre el CR y la producción de ATP?

Es inversa: a menor CR, mayor producción de ATP.

¿Por qué los combustibles más reducidos producen más ATP?

Porque aportan más equivalentes de reducción (NADH y FADH₂).

¿Qué sustancias inhiben la ATP sintasa?

La oligomicina y la diciclohexilcarbodiimida (DCCD).

¿Cómo actúan la oligomicina y la DCCD?

Se unen al tallo de la ATP sintasa y bloquean el canal F₀.

¿Qué sustancia inhibe la translocasa ATP-ADP?

El atractilósido.

¿Por qué los inhibidores de la cadena respiratoria también inhiben la fosforilación oxidativa?

Porque detienen el flujo de electrones y no se genera la fuerza protón-motriz.

¿Qué son los desacopladores de la fosforilación oxidativa?

Sustancias que disipan el gradiente electroquímico de protones.

¿Cómo actúan los desacopladores sobre la membrana mitocondrial interna?

Transportan iones positivos, igualando las cargas a ambos lados de la membrana.

¿Qué ocurre con el transporte de electrones en presencia de desacopladores?

Continúa normalmente, pero no se formara ATP ya que se disipa la fuerza proton motriz.

¿Qué es un ionóforo?

Molécula lipofílica que facilita el paso de cationes a través de la membrana.

Ejemplos de ionóforos

Gramicidina A, 2,4 dinitrofenol

¿Cómo actúa la gramicidina A?

Se inserta en la membrana y forma un canal de cationes.

¿Cómo actúa el 2,4-dinitrofenol (DNF)?

Difunde hasta la matriz y libera protones, disipando el gradiente.

¿Qué es la termogenina?

Una proteína desacopladora presente en la membrana interna de las mitocondrias de la grasa parda.

¿Como actua la termogenina?

Cuando se activa disipa el gradiente electroquímico mediante translocación de protones, generando calor.

¿Que hormona regula la termogenina?

La noradrenalina al provocar la lipolisis que libera ácidos grasos que activan a la termogenina