Transporte de electrones y fosforilación oxidativa

Transporte de electrones: la molécula de glucosa ya se ha degradado. Los electrones liberados en el ciclo de Krebs van a generar ATP por medio de unos pasos donde éstos se transfieren en una cadena de transporte de electrones. Esto ocurre en la membrana interna de la mitocondria. El nivel mayor de energía lo conforman los transportadores iniciales de electrones, las moléculas de NADH y FADH2. Van a traspasar a lo largo de la cadena los electrones hacia otros aceptores y transportadores de energía siguientes, conocidos como citocromos, formados por proteína y éstos son iguales entre sí pero las diferencias escazas van a determinar niveles de energía diferentes; a medida que se termina la cadena, el nivel de electrones es cada vez menor. Cuando el traspase de electrones a través de la cadena de transporte de electrones termina, los electrones forman oxigeno y también se combinan con protones formando una molécula de agua. La formación de ATP final por medio de ADP y fosfato se conoce como fosforilación oxidativa.

Mecanismo de fosforilación oxidativa, acoplamiento quimiosmótico: lo que permite la fosforilación oxidativa (formación de ATP por medio del agregado de fosfato a una molécula de ADP) es un proceso conocido como acoplamiento quimiosmótico que consiste en el paso de protones de la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembranoso, los cuales también pueden traspasar la membrana externa permeable hacia el citoplasma. Esto ocurre a medida que los electrones se transportan a lo largo de la cadena de transporte de electrones. La cadena está formada por 3 complejos proteicos que son proteínas integrales de la membrana mitocondrial interna o cresta, que actúan como bombas de protones y pueden transferirlos hacia el espacio intermembranoso. Esto ocurre gracias a la energía liberada por los electrones que pasan por la cadena. Finalmente, parte de los hidrógenos del espacio intermembranoso, van a traspasar un complejo llamado ATP sintetasa, a favor del gradiente de concentración, y ésta energía va a sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato.

Los procesos de glucolisis y respiración, están regulados de acuerdo a las necesidades energéticas de la célula. En todo el proceso de oxidación de glucosa a dióxido de carbono y agua, se generan aproximadamente 38 moléculas de ATP. El ATP es usado para impulsar las reacciones endergónicas necesarias de los organismos. Para que ocurran las reacciones catabólicas y anabólicas, debe haber un suministro constante de moléculas orgánicas, como grasas, polisacáridos y proteínas, que puedan ser degradadas para producir energía y deben estar presentes para actuar como ladrillos de la construcción. Sin el suministro de estas moléculas, las vías metabólicas dejan de funcionar y la vida del organismo finaliza.