El documento describe las tres etapas del metabolismo celular aeróbico: 1) El ciclo del ácido cítrico donde se oxida el acetil-CoA para generar electrones de alta energía como NADH y FADH2, 2) El transporte electrónico donde los electrones pasan por una cadena de proteínas generando un gradiente de protones, 3) La fosforilación oxidativa donde la energía del gradiente de protones se usa para sintetizar ATP a través de la ATP sintasa.

1. Universidad San Sebastián Facultad de Ciencias de la Salud Tecnología Médica CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO TRANSPORTE ELECTRÓNICO FOSFORILACIÓN OXIDATIVA TM. Paulina Fernández Garcés 20 y 22 de Abril

3. ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR

4. CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

8. Corresponde a una de las rutas oxidativas centrales de la respiración, es el proceso mediante el cual se catabolizan todos los combustibles metabólicos (H. de C, lípidos proteínas) en los organismos y tejidos aerobios. El ciclo actúa en dos fases: 1.- Adición de una porción de dos átomos de carbono (acetil CoA) a un compuesto de cuatro carbonos (oxalacetato) para dar un anión inorgánico de seis cabonos, el citrato, seguido de la pérdida de dos carbonos en forma de CO 2 2.- Regeneración del oxalecetato. CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

10. FASES DEL CICLO DEL A. CÍTRICO: Fase 1 Introducción y pérdida de 2 átomos de Carbono Paso 1: Introducción de 2 carbonos en forma de Acetil CoA . (Citrato sintasa) Paso 2: Isomerización del citrato .

11. Paso 3: Generación de CO 2 por una deshidrogenasa ligada al NAD + Paso 4: Generación de un segundo CO 2 por un complejo multienzimático ( α -cetoglutarato deshidrogenasa) FASES DEL CICLO DEL A. CÍTRICO: Fase 1 Introducción y pérdida de 2 átomos de Carbono

12. FASES DEL CICLO DEL A. CÍTRICO: Fase 2 Regeneración del Oxalacetato Paso 5: Fosforilación a nivel del sustrato (Succinil CoA sintasa) Paso 6: Deshidrogenación dependiente de flavina (Succinato deshidrogenasa)

13. Paso 7: Hidratación de un doble enlace carbono-carbono (fumarato hidratasa) Paso 8: Deshidrogenación que regenera el oxalacetato (malato deshidrogenasa)

14. ENERGÉTICA DEL CICLO DEL ACIDO CÍTRICO Con una vuelta del ciclo: Genera un fosfato de energía elevada a través de una fosforilación a nivel del sustrato, más tres NADH y un FADH 2 para su posterior reoxidación

16. TRANSPORTE ELECTRÓNICO

17. En esta etapa se produce la reoxidación de los transportadores electrónicos reducidos, generando así la mayor parte de la energía necesaria para la síntesis del ATP. Los procesos de reoxidación se generan mediante proteínas de transporte electrónico, unidas a la membrana mitocondrial interna. Organismo Aerobios Transferencia escalonada de electrones desde los transportadores hasta el O 2 NADH y FADH 2 O 2 e- e- e-

21. OXIDACIONES Y GENERACIÓN DE ENERGÍA El transporte electrónico biológico consiste en una serie de oxidaciones y reducciones ligadas, o reacciones redox. En una reacción tipo redox existe: Compuesto reducido (donador e-) Compuesto oxidado + e- Fe 2+ Fe 3+ + e- Una reacción redox completa debe mostar como reactante un aceptor electrónico, que se reduce al ganar electrones. De los dos sustratos, el donador electrónico es el reductor, que se oxida mediante la transferencia de electrones al otro sustrato, que es el oxidante. Reductor + Oxidante Reductor oxidado + Oxidante reducido Cu + + Fe 3+ Cu 2 + + Fe 2+

23. POTENCIALES DE REDUCCIÓN ESTÁNDAR DE INTERÉS EN BIOQUÍMICA

24. TRANSPORTADORES ELECTRÓNICOS Se ha observado que el valor del Potencial de Reducción estándar medido a pH 7 de cada transportador, aumenta en el mismo orden que la secuencia de su uso en el transporte electrónico

26. COMPLEJO I Y II

33. ¿Cómo la energía generada en el transporte electrónico se hace disponible para la generación de ATP?

34. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

35. EFICACIA DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Relación O / P: Número de moléculas de ATP sintetizadas por par de electrones transportados por la cadena transportadora de electrones. Tres reacciones de la cadena respiratoria son lo suficientemente exergónicas como para impulsar la síntesis de ATP: Oxidación del FMNH 2 Oxidación Citocromo b Reacción de la Citocromo Oxidasa Impulsan la síntesis del ATP a partir de ADP Cada una de estas tres reacciones se consideró un lugar de acoplamiento para la síntesis de ATP

37. MECANISMO DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Acoplamiento Quimiosmótico

40. El acoplamiento quiomiosmótico indica el establecimiento de un gradiente de protones transmembrana para impulsar los procesos endergónicos

42. CONTROL RESPIRATORIO La fosforilación oxidativa sólo puede producirse en presencia de cantidades adecuadas de sus sustratos. Su control no es por mecanismos alostéricos, sino por la disponibilidad del sustrato. Estos son: ADP O 2 Pi NADH y/o FADH 2 La respiración está estrechamente acoplada con la síntesis de ATP

43. Universidad San Sebastián Facultad de Ciencias de la Salud Tecnología Médica CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO TRANSPORTE ELECTRÓNICO FOSFORILACIÓN OXIDATIVA TM. Paulina Fernández Garcés 20 y 22 de Abril