energia atp

ENERGIAENERGIA

ATPATP

ENERGIAENERGIA Definición:Definición:

• Constituyente básico del universo.Constituyente básico del universo.• Relación entre la materia y su energía equivalente.Relación entre la materia y su energía equivalente.

E = mc2E = mc2

Energía total (E): Julios (kg m2/s2)Energía total (E): Julios (kg m2/s2)Masa (m): kgMasa (m): kgVelocidad de la luz (c = 3.0 x 10 elevado a la 8 m/s)Velocidad de la luz (c = 3.0 x 10 elevado a la 8 m/s)

• Capacidad para realizar trabajoCapacidad para realizar trabajo• ATP.ATP.

ENERGIAENERGIA• Bioenergética ( termodinámica bioquímica)Bioenergética ( termodinámica bioquímica)

Estudio de los cambios de energía que acompañen a las Estudio de los cambios de energía que acompañen a las reacciones bioquímicas. reacciones bioquímicas.

• El cambio en la energía libre (Delta G) (Gibbs)El cambio en la energía libre (Delta G) (Gibbs)Corresponde a la parte del cambio en la energía total de Corresponde a la parte del cambio en la energía total de un sistema disponible para realizar trabajo (energía útil) un sistema disponible para realizar trabajo (energía útil) (o potencial químico) (energía disponible para realizar (o potencial químico) (energía disponible para realizar un trabajo químico).un trabajo químico).

• Las reacciones solo son cinéticamente favorables Las reacciones solo son cinéticamente favorables cuando el sistema que experimenta el cambio dispone cuando el sistema que experimenta el cambio dispone de energía suficiente.de energía suficiente.

ENERGIAENERGIATERMODINAMICATERMODINAMICA

• Los sistemas biológicos cumplen con las leyes generales de la Los sistemas biológicos cumplen con las leyes generales de la termodinámica:termodinámica:

1.1. Primera ley: la energia total de un sistema incluido su entorno Primera ley: la energia total de un sistema incluido su entorno permanece constante (transfiere o se transforma)permanece constante (transfiere o se transforma)

2.2. Segunda ley: la entropía total de un sistema completo debe Segunda ley: la entropía total de un sistema completo debe aumentar cuando un proceso ocurre espontáneamenteaumentar cuando un proceso ocurre espontáneamente

3.3. Tercera ley: al acercarse la temperatura de un cristal sólido Tercera ley: al acercarse la temperatura de un cristal sólido perfecto al cero absoluto (0 k) el desorden se aproxima a cero perfecto al cero absoluto (0 k) el desorden se aproxima a cero

ENERGIAENERGIA Primera ley de la termodinámica.Primera ley de la termodinámica.

• La energía no puede crearse ni destruirse.La energía no puede crearse ni destruirse.

• Energía interna: la cantidad total de energía de un sistema y su Energía interna: la cantidad total de energía de un sistema y su (entalpía) entorno debe ser la misma antes y (entalpía) entorno debe ser la misma antes y después de después de producirse un proceso. producirse un proceso.

• Para cualquier proceso real o factible cambio de energía libre es Para cualquier proceso real o factible cambio de energía libre es negativo.negativo.

El sistema tiene mas energía libre en el estado inicial que en el El sistema tiene mas energía libre en el estado inicial que en el estado final.estado final.

Delta G = G final – G inicial.Delta G = G final – G inicial.

ENERGIAENERGIAPRIMERA LEY DE TERMODINAMICAPRIMERA LEY DE TERMODINAMICA

• Cambio de energía: reacción procede de Cambio de energía: reacción procede de menor cero menor cero manera espontánea manera espontánea (negativa) con perdida de (negativa) con perdida de DeltaG < 0 DeltaG < 0 energía libre energía libre

(Exorgonico) (Exorgonico)

• Cambio de energía libre: prevalecen lasCambio de energía libre: prevalecen lases igual a cero condiciones de es igual a cero condiciones de DeltaG = 0 equilibrio y el proceso DeltaG = 0 equilibrio y el proceso

es Isorgonico (no se es Isorgonico (no se intercambia energía) intercambia energía)

• Cambio de energía libre: el proceso no es factible Cambio de energía libre: el proceso no es factible es positivo y es endorgonicoes positivo y es endorgonicoDeltaG > 0DeltaG > 0

ENERGIAENERGIA Segunda ley de la termodinámicaSegunda ley de la termodinámica

o Cambios espontáneos ; cuando se producen cambios Cambios espontáneos ; cuando se producen cambios físicos o químicos con liberación de energíafísicos o químicos con liberación de energía

o Cambios no espontáneos ; cuando se requiere un aporte Cambios no espontáneos ; cuando se requiere un aporte constante de energía para mantener un cambioconstante de energía para mantener un cambio

• Todos los procesos espontáneos se producen en Todos los procesos espontáneos se producen en dirección que incrementa el desorden total del universo dirección que incrementa el desorden total del universo ( un sistema y su entorno)( un sistema y su entorno)

• La variación de entropía del universo es positiva para La variación de entropía del universo es positiva para todos los procesos espontáneostodos los procesos espontáneos

ENERGIAENERGIAREACCIONES ACOPLADASREACCIONES ACOPLADAS

Los procesos endorgonicos Los procesos endorgonicos proceden mediante el proceden mediante el acoplamiento con procesos acoplamiento con procesos exorgonicosexorgonicos

En la practica un proceso En la practica un proceso endorgonico no puede existir endorgonico no puede existir independientemente si no que independientemente si no que debe constituir un componente debe constituir un componente de un sistema exorgonico--de un sistema exorgonico--endorgonicoendorgonico

El cambio total es exorgonicoEl cambio total es exorgonico

ENERGIAENERGIAMETABOLISMOMETABOLISMO

Catabolismo ; Catabolismo ; • las reacciones exergonicaslas reacciones exergonicas• Degradación u oxidación de las moléculas del Degradación u oxidación de las moléculas del

combustiblecombustible• Se genera energíaSe genera energía

Anabolismo ;Anabolismo ; Reacciones de síntesis de moléculas complejasReacciones de síntesis de moléculas complejas Reacciones endorgonicas, consume energíaReacciones endorgonicas, consume energía

Metabolismo; Metabolismo; o La suma de el anabolismo mas el catabolismoLa suma de el anabolismo mas el catabolismo

ENERGIAENERGIAREACCIONES ACOPLADASREACCIONES ACOPLADAS

A.A. Formación de un intermediarioFormación de un intermediario mecanismo intrínsico para el mecanismo intrínsico para el

control biológico de la velocidad control biológico de la velocidad de los procesosde los procesos

Control respiratorio; proceso Control respiratorio; proceso que evita quemar las moléculas que evita quemar las moléculas de combustible fuera de controlde combustible fuera de control

B.B. Síntesis de un compuesto de Síntesis de un compuesto de alta energía potencial en la alta energía potencial en la reacción exorgonica e reacción exorgonica e incorporar el nuevo compuesto incorporar el nuevo compuesto en la reacción endorgonica en la reacción endorgonica (transferencia de energía libre)(transferencia de energía libre)

ENERGIAENERGIA Para conservar los procesos vitales todos los Para conservar los procesos vitales todos los

organismos deben obtener suministros de energía organismos deben obtener suministros de energía libre a partir de su ambientelibre a partir de su ambiente

A.A. Organismos autótrofos:Organismos autótrofos: procesos exorgonicos simples ( energía de la luz solar; procesos exorgonicos simples ( energía de la luz solar;

vegetales verdes),( reacción Fe2+ ----Fe3+ + e- ,en vegetales verdes),( reacción Fe2+ ----Fe3+ + e- ,en bacterias)bacterias)

B.B. Organismos heterótrofos:Organismos heterótrofos: energía libre al acoplar su metabolismo con la energía libre al acoplar su metabolismo con la

degradación de moléculas orgánicas complejas de su degradación de moléculas orgánicas complejas de su entorno (trifosfato de adenosina ; ATP )entorno (trifosfato de adenosina ; ATP )

ENERGIAENERGIATRIFOSFATO DE ADENOSINA (ATP)TRIFOSFATO DE ADENOSINA (ATP)

ESTRUCTURAESTRUCTURA

Nucleótido formado por :Nucleótido formado por :

a)a) AdeninaAdeninab)b) RibosaRibosac)c) Unidad trifosfatoUnidad trifosfato

Los dos grupos fosfóriles Los dos grupos fosfóriles terminales están unidos por terminales están unidos por enlaces fosfoanhidrido enlaces fosfoanhidrido estables en condiciones estables en condiciones intracelulares suavesintracelulares suaves

Enzimas especificas para la Enzimas especificas para la hidrólisis del ATP de los hidrólisis del ATP de los enlaces fosfoanhidridoenlaces fosfoanhidrido

ENERGIAENERGIAATPATP

Es un intermediario en el Es un intermediario en el flujo de energía desde las flujo de energía desde las moléculas de alimento a moléculas de alimento a las reacciones de las reacciones de biosíntesis del biosíntesis del metabolismometabolismo

Moneda de intercambio Moneda de intercambio energético de los seres energético de los seres vivosvivos

ENERGIAENERGIAHIDRÓLISIS DEL ATPHIDRÓLISIS DEL ATP

proporciona de forma inmediata proporciona de forma inmediata y directa la energía libre para y directa la energía libre para impulsar una variedad inmensa impulsar una variedad inmensa de reacciones bioquímicas de reacciones bioquímicas endorgonicasendorgonicas

Transferencia de energía libre Transferencia de energía libre de los procesos exorgonicos de los procesos exorgonicos hacia los endorgonicoshacia los endorgonicos

Procesos:Procesos:

A.A. Biosíntesis de macromoléculasBiosíntesis de macromoléculasB.B. Transporte activo de sustancias Transporte activo de sustancias

a través de las membranas a través de las membranas celularescelulares

C.C. Trabajo mecánico; contracción Trabajo mecánico; contracción muscularmuscular

D.D. Conducción eléctrica en el Conducción eléctrica en el sistema nerviososistema nervioso


POTENCIAL DE TRANSFERENCIA DE GRUPOPOTENCIAL DE TRANSFERENCIA DE GRUPO Tendencia del ATP a Tendencia del ATP a

hidrolizarse:hidrolizarse: ATP 4- + H20 ADP3- + ATP 4- + H20 ADP3- +

Pi2- + H+Pi2- + H+ Delta G = -30,5 kJ/molDelta G = -30,5 kJ/mol

A.A. Fosfatos de baja energíaFosfatos de baja energíaB.B. Fosfatos de alta energíaFosfatos de alta energía

ATP ; los dos enlaces ATP ; los dos enlaces fosfoanhidrido se denominan fosfoanhidrido se denominan con frecuencia de energía con frecuencia de energía elevadaelevada

Puede transportar grupos Puede transportar grupos fosforilo desde compuestos de fosforilo desde compuestos de mayor energía a compuestos mayor energía a compuestos con menor energíacon menor energía

ENERGIAENERGIAENERGIA LIBRE DE ALGUNOS COMPUESTOS ENERGIA LIBRE DE ALGUNOS COMPUESTOS

BIOLOGICOS FOSFORILADOSBIOLOGICOS FOSFORILADOS


HIDRÓLISIS EXORGONICAHIDRÓLISIS EXORGONICA

A valores de PH intracelular, el ATP lleva tres a cuatro cargas A valores de PH intracelular, el ATP lleva tres a cuatro cargas negativas que se repelen entre ellas ( la hidrólisis del ATP reduce negativas que se repelen entre ellas ( la hidrólisis del ATP reduce la repulsión electrostática ; molécula metaestable)la repulsión electrostática ; molécula metaestable)

Hibridación de resonancia; los productos de la hidrólisis del ATP Hibridación de resonancia; los productos de la hidrólisis del ATP son mas estables que el ATP ( cuando un a molécula tiene dos o son mas estables que el ATP ( cuando un a molécula tiene dos o mas estructuras alternativas que solo se diferencian en la mas estructuras alternativas que solo se diferencian en la posición de los electrones)posición de los electrones)

C.C. Los productos hidrolizados del ATP: adenosin difosfato ( ADP ) y Los productos hidrolizados del ATP: adenosin difosfato ( ADP ) y el fosfato inorgánico (Pi ), o bien el adenosin monofosfato ( AMP) el fosfato inorgánico (Pi ), o bien el adenosin monofosfato ( AMP) y el pirofosfato (PPi), se solvatan con mas facilidad que el ATPy el pirofosfato (PPi), se solvatan con mas facilidad que el ATP

ENERGIAENERGIAFOSFATOS DE ENERGIAFOSFATOS DE ENERGIA

MONEDA ENERGETICA DE LA CELULAMONEDA ENERGETICA DE LA CELULA

El ATP tiene la capacidad de El ATP tiene la capacidad de actuar como donador de actuar como donador de fosfatos de alta energíafosfatos de alta energía

El ADP puede aceptar fosfato El ADP puede aceptar fosfato de alta energía para formar de alta energía para formar ATPATP

Los procesos generadores de Los procesos generadores de fosfato de alta energía se fosfato de alta energía se conectan con los procesos conectan con los procesos utilizadores de fosfato de alta utilizadores de fosfato de alta energía (ciclo ATP/ADP)energía (ciclo ATP/ADP)

El ATP se consume y regenera El ATP se consume y regenera continuamentecontinuamente

ENERGIAENERGIAFOSFATOS DE ALTA ENERGIAFOSFATOS DE ALTA ENERGIA

Fuentes principales que toman parte en la conservación de la energía Fuentes principales que toman parte en la conservación de la energía (captura de energía).(captura de energía).

1.1. Fosforilación oxidativa.Fosforilación oxidativa.• Fuente cuantitativamente mas grande de fosfato en organismos Fuente cuantitativamente mas grande de fosfato en organismos

aerobios.aerobios.• La energía libre proviene de la oxidación en la cadena respiratoria La energía libre proviene de la oxidación en la cadena respiratoria

utilizando O2 molécular en el interior de las mitocondrias.utilizando O2 molécular en el interior de las mitocondrias.

2.2. Glucólisis.- (síntesis de ATP a partir de un sustrato) Glucólisis.- (síntesis de ATP a partir de un sustrato) • Requiere de compuesto mas energético que el.Requiere de compuesto mas energético que el.• De la formación del lactato a partir de una molécula de glucosa resulta la De la formación del lactato a partir de una molécula de glucosa resulta la

formación neta de 2 enlaces fosfato de alta energía.formación neta de 2 enlaces fosfato de alta energía.

3.3. Ciclo del ácido cítrico.Ciclo del ácido cítrico.• En el paso de la succinil tiocinasa se genera en forma directa un enlace En el paso de la succinil tiocinasa se genera en forma directa un enlace

de fosfato de alta energía.de fosfato de alta energía.

ENERGIAENERGIAFOSFATOS DE ALTA ENERGIA FOSFATOS DE ALTA ENERGIA

PRODUCCION EN CELULAS AEROBICASPRODUCCION EN CELULAS AEROBICAS• Fosforilación oxidativa.Fosforilación oxidativa.

• La estructura y funcionamiento complejo de las células eucariotas La estructura y funcionamiento complejo de las células eucariotas se mantienen gracias a las cantidades extraordinariamente se mantienen gracias a las cantidades extraordinariamente elevadas de ATP que pueden generar (mitocondria) (recuperación elevadas de ATP que pueden generar (mitocondria) (recuperación celular).celular).

• Por la habilidad para utilizar el O2 como aceptor terminal de los Por la habilidad para utilizar el O2 como aceptor terminal de los electrones que se extraen de las moléculas combustibles.electrones que se extraen de las moléculas combustibles.

a.a. El O2 se encuentra en todas partes de la superficie terrestre.El O2 se encuentra en todas partes de la superficie terrestre.b.b. El O2 difunde a través de membranas celulares.El O2 difunde a través de membranas celulares.c.c. El O2 es muy reactivo.El O2 es muy reactivo.

• La cantidad de ATP integrado depende del aporte de O2 y La cantidad de ATP integrado depende del aporte de O2 y necesidad de la célula. necesidad de la célula.

ENERGIAENERGIAMITOCONDRIAMITOCONDRIA

METABOLISMO METABOLISMO AEROBIO;AEROBIO;

Mecanismo mediante el Mecanismo mediante el cual la energía del enlace cual la energía del enlace químico de las moléculas químico de las moléculas del alimento se captura y del alimento se captura y se utiliza para impulsar la se utiliza para impulsar la síntesis dependiente de síntesis dependiente de oxigeno de la adenosina oxigeno de la adenosina trifosfato (ATP)trifosfato (ATP)(RESPIRACION (RESPIRACION CELULAR)CELULAR)

ENERGIAENERGIALA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO LA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO

(CADENA RESPIRATORIA) (CADENA RESPIRATORIA) COMPONENTESCOMPONENTES

• Membrana mitocondrial Membrana mitocondrial interna.interna.

Cuatro complejos;Cuatro complejos;

A.A. El complejo I (complejo El complejo I (complejo NADH deshidrogenosa).NADH deshidrogenosa).

B.B. El complejo II (complejo El complejo II (complejo succinato deshidrogenosa).succinato deshidrogenosa).

C.C. El complejo III (complejo El complejo III (complejo citocromo bc).citocromo bc).

D.D. El complejo IV (citocromo El complejo IV (citocromo oxidasa).oxidasa).

ENERGIAENERGIALA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO LA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO

(CADENA RESPIRATORIA)(CADENA RESPIRATORIA) El complejo I (complejo NADH El complejo I (complejo NADH

deshidrogenasa).deshidrogenasa).

• Cataliza la transferencia de electrones Cataliza la transferencia de electrones desde el NADH a la UQ (ubiquinosa)desde el NADH a la UQ (ubiquinosa)

• Complejo proteico mas grande de la Complejo proteico mas grande de la membrana interna.membrana interna.

• ContieneContiene 1.- 1.- varios centros de hierro – azufre.varios centros de hierro – azufre.

2.- 1 molécula de FMN.2.- 1 molécula de FMN.

• El transporte electrónico va El transporte electrónico va acompañado por el movimiento de acompañado por el movimiento de protones desde la matriz a través de la protones desde la matriz a través de la membrana interna al interior del membrana interna al interior del espacio intermembrana.espacio intermembrana.

ENERGIAENERGIALA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICOLA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO

EL COMPLEJO III (SUCCINATO DESHIDROGENASA)EL COMPLEJO III (SUCCINATO DESHIDROGENASA)

o Componentes:Componentes:

1.1. Enzima Enzima succinatodeshidrogenasasuccinatodeshidrogenasa

2.2. 2 proteínas hierro-azufre2 proteínas hierro-azufre3.3. FAD unido covalentementeFAD unido covalentemente

o Cataliza la transferencia de Cataliza la transferencia de electrones desde el succinato a electrones desde el succinato a la UQla UQ

o Otras transferencias de Otras transferencias de electrones:electrones:

a)a) La glicerol-3-fosfato La glicerol-3-fosfato deshidrogenasadeshidrogenasa

b)b) La acetil-CoA deshidrogenasaLa acetil-CoA deshidrogenasa


EL COMPLEJO IIIEL COMPLEJO III( CITOCROMO bc 1)( CITOCROMO bc 1)

• Transfiere los electrones desde Transfiere los electrones desde la coenzima Q reducido la coenzima Q reducido (( UQH2) al citocromo cUQH2) al citocromo c

• Contiene:Contiene:a)a) Dos citocromos bDos citocromos bb)b) Un citocromo c1Un citocromo c1c)c) Centro hierro – azufreCentro hierro – azufre

• Los electrones se transfieren de Los electrones se transfieren de uno en uno y se reduce en uno en uno y se reduce en forma reversible un átomo de forma reversible un átomo de hierro oxidado ( Fe 3+) a Fe 2+hierro oxidado ( Fe 3+) a Fe 2+

• En el lado citoplasmático de la En el lado citoplasmático de la membrana se liberan 4 membrana se liberan 4 protonesprotones


COMPLEJO IV COMPLEJO IV ( CITOCROMO OXIDASA)( CITOCROMO OXIDASA)

Complejo proteico que cataliza la Complejo proteico que cataliza la reducción de cuatro electrones del reducción de cuatro electrones del 02 para formar H2002 para formar H20

Contiene:Contiene:a)a) Subunidades ( 6 y 13)Subunidades ( 6 y 13)b)b) 2 átomos de cobre2 átomos de cobrec)c) Los átomos de hierro del hemo de Los átomos de hierro del hemo de

los citocromos a y a3los citocromos a y a3d)d) El átomo de hierro del cita3 esta El átomo de hierro del cita3 esta

asociado a un átomo de cobre asociado a un átomo de cobre denominado CUBdenominado CUB

El citocromo c transfiere los El citocromo c transfiere los electrones de uno a uno al cit a y electrones de uno a uno al cit a y CUA, los electrones se ceden a CUA, los electrones se ceden a cit a3 y CUBcit a3 y CUB

2 moléculas de H20 2 moléculas de H20

ENERGIAENERGIAFOSFORILACION OXIDATIVAFOSFORILACION OXIDATIVA

El proceso por el que la energía generada El proceso por el que la energía generada por la cadena de transporte electrónico se por la cadena de transporte electrónico se conserva mediante la fosforilación del conserva mediante la fosforilación del ADP para dar ATPADP para dar ATP

ENERGIAENERGIA FOSFORILACION OXIDATIVAFOSFORILACION OXIDATIVA

TEORIA QUIMIOSTATICA DE ACOPLAMIENTO TEORIA QUIMIOSTATICA DE ACOPLAMIENTO (MODELO DE MITCHELL)(MODELO DE MITCHELL)

La energía libre que se libera en el La energía libre que se libera en el transporte electrónico y la síntesis transporte electrónico y la síntesis de ATP se acopla por la fuerza de ATP se acopla por la fuerza protón - motriz creada por la CTE protón - motriz creada por la CTE ( las reacciones químicas pueden ( las reacciones químicas pueden acoplarse a los gradientes acoplarse a los gradientes osmóticos)osmóticos)

A.A. Generación de un gradiente Generación de un gradiente electroquímico ( fuerza protón-electroquímico ( fuerza protón-motriz) a través de la membrana motriz) a través de la membrana internainterna

B.B. Los protones en exceso en el Los protones en exceso en el espacio intermembrana pueden espacio intermembrana pueden pasar solo a través de canales pasar solo a través de canales especiales( se produce el flujo especiales( se produce el flujo termodinámicamente favorable a termodinámicamente favorable a través de un canal que contiene través de un canal que contiene actividad ATP sintasa ( síntesis de actividad ATP sintasa ( síntesis de ATP)ATP)

ENERGIAENERGIACADENA RESPIRATORIACADENA RESPIRATORIA

EL NADH COMO AGENTE REDUCTOREL NADH COMO AGENTE REDUCTOR

ENERGIAENERGIALA CADENA RESPIRATORIALA CADENA RESPIRATORIA

EL FADH2 COMO AGENTE REDUCTOREL FADH2 COMO AGENTE REDUCTOR

ENERGIAENERGIAFOSFORILACION OXIDATIVAFOSFORILACION OXIDATIVA

GRADIENTE DE PROTONES QUE GENERAN LOS SISTEMAS DE GRADIENTE DE PROTONES QUE GENERAN LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE ELECTRONICOTRANSPORTE ELECTRONICO

El ATP se sintetiza al El ATP se sintetiza al fluir los protones a través fluir los protones a través de la ATP sintasade la ATP sintasa

Se utiliza la perdida Se utiliza la perdida regulada de los protones regulada de los protones para impulsar varias para impulsar varias clases de trabajoclases de trabajo

ENERGIAENERGIASINTESIS DE ATPSINTESIS DE ATP

ATP sintasa ( complejo v)ATP sintasa ( complejo v) estructuras localizadas en la estructuras localizadas en la

superficie interna de la membrana superficie interna de la membrana internainterna

Componentes principales:Componentes principales:

1.1. La unidad F1 ( la ATPasa activa)La unidad F1 ( la ATPasa activa) cinco subunidades diferentescinco subunidades diferentes responsable de la síntesis de ATPresponsable de la síntesis de ATP actividad catalíticaactividad catalítica

2.2. La unidad Fo ( canal de La unidad Fo ( canal de transmembrana para los protones)transmembrana para los protones)

posee tres subunidades presentesposee tres subunidades presentes

ENERGIAENERGIASINTESIS DE ATPSINTESIS DE ATP

ATP SINTASAATP SINTASA

Se requiere para la Se requiere para la translocacion de 3 protones a translocacion de 3 protones a través de la ATP sintasa para través de la ATP sintasa para sintetizar cada molécula de sintetizar cada molécula de ATPATP

Se requiere la transferencia de Se requiere la transferencia de otro protón para el transporte otro protón para el transporte de ATP y OH- fuera de la de ATP y OH- fuera de la matriz intercambiados por ADP matriz intercambiados por ADP y Piy Pi

El efecto de la fuerza protón- El efecto de la fuerza protón- motriz es inducir un giro de motriz es inducir un giro de tres pasos de 120° de cada tres pasos de 120° de cada una de las unidades Founa de las unidades Fo

ENERGIAENERGIA

Se requieren cuatro protones para la síntesis de cada Se requieren cuatro protones para la síntesis de cada molécula de ATP;molécula de ATP;

a)a) 3 para impulsar el rotor de la ATP sintasa3 para impulsar el rotor de la ATP sintasab)b) 1 para impulsar el transporte hacia adentro del fosfato1 para impulsar el transporte hacia adentro del fosfato

El numero de moléculas de ATP que se sintetizan por El numero de moléculas de ATP que se sintetizan por cada molécula con poder reductivo:cada molécula con poder reductivo:

a)a) NADH : 2.5 moléculas de ATPNADH : 2.5 moléculas de ATPb)b) FADH : 1.5 moléculas de ATPFADH : 1.5 moléculas de ATP

ENERGIAENERGIALA DEPENDENCIA ENTRE LOS PROCESOS LA DEPENDENCIA ENTRE LOS PROCESOS

CTE Y DE SINTESIS DE ATPCTE Y DE SINTESIS DE ATP

ENERGIAENERGIACONTROL DE LA FOSFORILACION OXIDATIVACONTROL DE LA FOSFORILACION OXIDATIVA

Permite a la célula producir solo la cantidad de ATP que se requiere Permite a la célula producir solo la cantidad de ATP que se requiere de inmediato para mantener sus actividadesde inmediato para mantener sus actividades

El transporte electrónico y la síntesis de ATP están estrechamente El transporte electrónico y la síntesis de ATP están estrechamente acopladosacoplados

Control de la fosforilación oxidativa por la concentración de ATP; las Control de la fosforilación oxidativa por la concentración de ATP; las mitocondrias solo pueden oxidar el NADH y el FADH2 cuando hay mitocondrias solo pueden oxidar el NADH y el FADH2 cuando hay una concentración suficiente de ADP y Piuna concentración suficiente de ADP y Pi

Control respiratorio ; control de la respiración aeróbica por ADPControl respiratorio ; control de la respiración aeróbica por ADP

La formación de ATP parece estar fuertemente relacionada con el La formación de ATP parece estar fuertemente relacionada con el cociente de acción de masas del ATPcociente de acción de masas del ATP

ATP ( [ ATP ]/ [ ADP] [ Pi ]ATP ( [ ATP ]/ [ ADP] [ Pi ]

ENERGIAENERGIACANTIDADES DE ATP Y ADP DENTRO DE LAS CANTIDADES DE ATP Y ADP DENTRO DE LAS

MITOCONDRIASMITOCONDRIAS Controladada :Controladada :

Proteínas de transporte de Proteínas de transporte de membrana interna;membrana interna;

A.A. Translocalizador ADP-ATP Translocalizador ADP-ATP ( antiporte ADP/ATP), ( antiporte ADP/ATP), (nucleótido translocasa o ATP (nucleótido translocasa o ATP translocasa)translocasa)

proteína responsable del proteína responsable del intercambio 1:1 de ATP intercambio 1:1 de ATP intramitocondrial por ADP intramitocondrial por ADP producido en el citoplasmaproducido en el citoplasma

B.B. Translocasa de fosfato:Translocasa de fosfato: el transporte de H2PO4- junto el transporte de H2PO4- junto

con un protón se producen por con un protón se producen por simporte H2PO4-/H+simporte H2PO4-/H+

ENERGIAENERGIA

LOS SISTEMAS DELOS SISTEMAS DE TRANSPORTE EN LA MEMBRANA INTERNA DE LA TRANSPORTE EN LA MEMBRANA INTERNA DE LA

MITOCONDRIA RELACIONADOS CON LA FOSFORILACION OXIDATIVAMITOCONDRIA RELACIONADOS CON LA FOSFORILACION OXIDATIVA

ENERGIAENERGIAAGENTES QUE PUEDEN ALTERAR LA SINTESIS DE AGENTES QUE PUEDEN ALTERAR LA SINTESIS DE

ATP ASOCIADOS A LA CADENA RESPIRATORIAATP ASOCIADOS A LA CADENA RESPIRATORIA

1.1. DesacoplantesDesacoplantes

2.2. Inhibidores del transporte de electronesInhibidores del transporte de electrones

3.3. Inhibidores de la ATP-sintasaInhibidores de la ATP-sintasa

4.4. Inhibidores de ATP- translocasaInhibidores de ATP- translocasa

ENERGIA ENERGIA ALTERAN LA SINTESIS DE ATPALTERAN LA SINTESIS DE ATP

DESACOPLANTESDESACOPLANTES

Evitan el acople entre el transporte de Evitan el acople entre el transporte de electrones y la fosforilación de ADP para electrones y la fosforilación de ADP para sintetizar el ATP:sintetizar el ATP:

1.1. ValinomicinaValinomicina2.2. 2,4 dinitrofenol2,4 dinitrofenol3.3. Termogenina o proteína desacoplanteTermogenina o proteína desacoplante4.4. granidicinagranidicina

ENERGIAENERGIAALTERAN LA SINTESIS DE ATPALTERAN LA SINTESIS DE ATP

INHIBIDORES DEL TRANSPORTE DE ELECTRONESINHIBIDORES DEL TRANSPORTE DE ELECTRONES

1.1. AntimicinaAntimicina

2.2. RotenoinaRotenoina

3.3. BarbitúricosBarbitúricos

4.4. Cianuro ( ácido cianhídrico HCN )Cianuro ( ácido cianhídrico HCN )

5.5. Monóxido de carbonoMonóxido de carbono

ENERGIAENERGIAALTERAN LA SINTESIS DE ATPALTERAN LA SINTESIS DE ATP

Los inhibidores de la ATP-sintasaLos inhibidores de la ATP-sintasa

a.a. OligomicinaOligomicina

Los inhibidores de nucleótido Los inhibidores de nucleótido translocasatranslocasa

a.a. atractosiloatractosilo


FOSFAGENOSFOSFAGENOS Actúan como formas de Actúan como formas de

almacenamiento de fosfato almacenamiento de fosfato de alta energía:de alta energía:

A.A. Fosfato de creatina ( músculo Fosfato de creatina ( músculo esquelético, corazón , esquelético, corazón , espermatozoides, cerebroespermatozoides, cerebro

B.B. Fosfato de arginina Fosfato de arginina ( músculos invertebrados)( músculos invertebrados)

Fuente pronta de energía en Fuente pronta de energía en las contracciones musculareslas contracciones musculares

Razón ATP/ADP ALTA: Razón ATP/ADP ALTA: aumenta su concentración, aumenta su concentración, almacen de fosfato de alta almacen de fosfato de alta energíaenergía

ENERGIAENERGIARESUMEN DE LA SINTESIS DE ATP A PARTIR DE LA OXIDACION DE UNA RESUMEN DE LA SINTESIS DE ATP A PARTIR DE LA OXIDACION DE UNA

MOLECULA DE GLUCOSAMOLECULA DE GLUCOSA

energia atp

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