Por Christopher Robinson Actualizado el 30 de agosto de 2022
La cadena de transporte de electrones (ETC) es el motor de las células aeróbicas y dirige la mayor parte de la síntesis de ATP a través de una serie de reacciones redox estrechamente acopladas. A medida que los electrones se mueven a lo largo de la membrana interna mitocondrial, los protones son bombeados hacia el espacio intermembrana, estableciendo una fuerza motriz de protones (PMF). Luego, el PMF alimenta la ATP sintasa, convirtiendo el ADP y el fosfato inorgánico en la moneda energética universal de la célula.
Centrales para el ETC son los donantes de electrones succinato y nicotinamida adenina dinucleótido (NADH). Estos se producen durante el ciclo del ácido cítrico (CAC), el centro metabólico que oxida los carbohidratos, las grasas y las proteínas en piruvato y acetil-CoA. Cada vuelta del CAC genera seis moléculas de NADH y un succinato, vinculando directamente el flujo metabólico con el suministro de electrones para el ETC.
Dentro de la matriz mitocondrial, NAD + Acepta un protón y dos electrones para formar NADH. El Complejo I localizado en la matriz (NADH deshidrogenasa) transfiere estos electrones a la ubiquinona, bombeando simultáneamente cuatro protones a través de la membrana y reforzando el PMF. Una vía paralela involucra el dinucleótido de flavina adenina (FADH2 ), que dona electrones al Complejo II (succinato deshidrogenasa) sin bombeo de protones, pero aún así alimenta electrones a la cadena.
Durante la CAC, el succinato se oxida a fumarato, generando FADH2 que reduce la ubiquinona a ubiquinol (QH2 ). QH2 luego alimenta el Complejo III (complejo citocromo bc1), que bombea protones adicionales y pasa electrones al Complejo IV (citocromo c oxidasa). El Complejo IV completa el proceso transfiriendo electrones al oxígeno, el aceptor terminal de la cadena.
El oxígeno es indispensable para una producción eficiente de ATP. Acepta electrones en el Complejo IV, reduciéndose a agua y consumiendo protones en el proceso. En ausencia de oxígeno, las células recurren a vías anaeróbicas que producen muchas menos moléculas de ATP.
La culminación de la ETC es la síntesis de ATP. El PMF devuelve protones a la matriz a través de la ATP sintasa, y se estima que se requieren 3,5 protones por ATP formado. El ADP y el fosfato inorgánico (Pi) se importan a la matriz y la energía del flujo de protones impulsa su fosforilación, produciendo ATP que alimenta prácticamente todos los procesos celulares.
