Title: Transport electrònic i fosforilació oxidativa
Course: Biologia - 2n Batxillerat

El transport electrònic i la fosforilació oxidativa
El cicle de Krebs, la darrera via de degradació de cadenes carbonades de glúcids, àcids grassos i aminoàcids, és característic de la respiració aeròbica, un procés global en el qual la matèria orgànica és degradada en presència d'oxigen:

Matèria orgànica + O_2 ----> CO_2 + H_2O + energia (ATP)

El cicle de Krebs no consumeix oxigen, però està acoblat a la cadena de transport electrònic i la fosforilació oxidativa: el cicle de Krebs proporciona electrons en forma de NADH i FADH_2 que són transferits a l'O_2 mitjançant el transport electrònic en un procés que possibilita l'emmagatzemament d'energia en forma d'ATP durant la fosforilació oxidativa.

La cadena de transport electrònic és un sistema de molècules que tenen la capacitat d'oxidar-se cedint electrons i reduir-se captant electrons, que són així transportats des del NADH i el FADH_2, que resulten oxidats, fins a l'oxigen molecular, que resulta reduït a aigua.

La cadena de transport electrònic

Aquesta cadena, també anomenada cadena respiratòria, està formada per tres complexos proteics ordenats a favor de potencial redox (el potencial redox, de reducció-oxidació mesura l'afinitat d'un transportador pels electrons), de manera que el primer complex té un potencial redox menor (menor afinitat pels electrons) que el darrer i els electrons van viatjant des de molècules que tenen poca afinitat per ells fins a molècules que en tenen molta, de manera que el pas dels electrons és un procés espontani. A més d'aquests complexos enzimàtics hi ha dos transportadors que els comuniquen: la ubiquinona Q i el citocrom c.
Els complexos enzimàtics tenen una part proteica i un grup prostètic que és el que s'oxida i es redueix. Entre aquests complexos podem destacar els citocroms, als quals el grup prostètic és un grup hemo, amb un àtom de ferro.

Els complexos proteics estan localitzats a la membrana mitocondrial interna.

- La cadena comença quan els transportadors d'electrons reduïts, NADH o FADH_2, transfereixen els seus electrons a algun dels complexos proteics. El NADH ho fa al primer de la cadena, mentre que el FADH_2 els entrega al segon.
- Amb aquesta transferència els coenzims NADH i FADH_2 es tornen a oxidar i poden ésser emprats novament a d'altres vies metabòliques, com ara el cicle de Krebs o la glucòlisi.
- Els electrons són cedits finalment a l'O_2, que es redueix a H_2O. Per això diem que la cadena respiratòria és un procés aeròbic. A alguns organismes (anaerobis) aquest acceptor pot ser diferent de l'oxigen.
- La transferència d'electrons entre els diferents complexos de la cadena és un procés espontani i va acoblada a la producció d'ATP: cada NADH equival a 3 ATP i cada FADH_2 només a 2 ATP, ja que s'incorpora a un punt posterior de la cadena.

A aquesta animació podeu veure els tres complexos i el procés de transport electrònic: http://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html

La síntesi d'ATP

El transport d'electrons a la cadena respiratòria té una conseqüència: a més de cedir els electrons a l'oxigen, durant el transport pels complexos proteics hi ha cations hidrogen (H^+) que passen de la matriu mitocondrial a l'espai intermembrana.
Aquest fet genera un gradient electroquímic (de concentració i de càrrega) de cations H^_+, que tenen una forta tendència a tornar a entrar a la matriu mitocondrial.

L'entrada de cations H^_+, un procés fortament espontani, està acoblada a la síntesi d'ATP gràcies a un enzim de la membrana mitocondrial interna: l'ATP sintetasa.

Al final d'aquesta animació podeu veure en funcionament l'ATP sintetasa: http://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html

L'acoblament entre la cadena respiratòria i la síntesi d'ATP rep el nom de fosforilació oxidativa i té el següent rendiment energètic:
- 3 ATP per cada molècula de NADH.
- 2 ATP per cada molècula de FADH_2.
Irene Pelegrí - http://aulatres.net

Aquesta obra està subjecta a una Llicència de Creative Commons.