Mecanismo de la transducción energética mitocondrial |
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por Raúl Alva. | ||
La matriz lipídica de la membrana proporciona una barrera impermeable a la translocación de iones, así como una organización topológica a los catalizadores en la matriz membranal que les permite transportar tanto e- como iones dentro y a través de la membrana en forma vectorial. | ||
La transformación de energía oxidativa en otras formas de energía se realiza, inicialmente, mediante la generación de una diferencia de potencial electroquímico transmembranal de iones H+ (fuerza protomotriz). Esta fuerza es producto de la distribución asimétrica de H+ a ambos lados de la membrana, al ser aquéllos translocados a través de ésta por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. | ||
La fuerza protomotriz está formada por dos componentes íntimamente relacionados: uno, función de la diferencia de concentración química de hidrógenos a través de la membrana (un gradiente de pH) y otro, dependiente de la diferencia de carga eléctrica de iones H+ a ambos lados de la misma (un gradiente de potencial eléctrico). Esta relación se expresa Dp = DY - Z DpH donde Dp es la fuerza protomotriz, medida en unidades eléctricas, producida por el potencial electroquímico de H+, Y; Z es igual a 2.3 RT/F, donde R, F y T son las constantes de los gases, de Faraday y la temperatura absoluta del sistema, respectivamente. En los sistemas biológicos, en general, Z tiene un valor numérico cercano a los 60 mV. |
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Los gradientes de carga eléctrica y de potencial químico producen un campo en el que se ejerce una fuerza que tiende a atraer hacia el interior de la mitocondria a los protones previamente expelidos. Es el complejo enzimático de la ATPasa, el medio por el cual se cataliza la translocación termodinámicamente reversible de iones H+. Al mismo tiempo, la actividad química de los H+ a ambos lados de la membrana causa un cambio en la constante de equilibrio de la enzima, induciéndola a catalizar la síntesis de ATP o también, a crear las condiciones electroquímicas favorables para producir la translocación de otros iones diferentes a los H+ (Alva, 1995). | ||
Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, marzo de 2009. |