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CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Ambos procesos ocurren en la membrana interna de la mitocondria, en las crestas mitocondriales, donde la ATP sintasa es muy abundante. Veamos cómo sucede:

1. En la cadena respiratoria las moléculas NADH y FADH2 ceden sus electrones alto-energéticos a unas enzimas de membrana que, en una cadena de electrones y sucesivas oxidaciones-reducciones liberan progresivamente su energía. Alfinal de la cadena hay una última molécula que será reducida (aceptor último de electrones).
2. Dicha cadena electrónica produce, en tres bombas de protones (“lugares de acoplamiento”) la salida de protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal.
3. Esto genera una gran inestabilidad por gradiente electroquímico (carga eléctrica positiva y con mayor concentración de protones en el espacio intermembranal) que se resuelve con la salida de los protones de vuelta hacia la matriz mitocondrial a través de la ATPsintasa. Este proceso se conoce como teoría quimiosmótica de Mitchell.
4. La ATPsintasa aprovecha la “fuerza protón-motriz” para sintetizar ATP a partir de ADP y un fosfato inorgánico. Dicha síntesis de ATP se conoce como fosforilación oxidativa, y como vemos ocurre gracias a la cadena respiratoria, quedando claramente diferenciada de la fosforilación a nivel de sustrato que ocurría directamente en las reacciones metabólicas de Glucólisis o Ciclo de Krebs.

La ATPsintasa actúa mediante el llamado mecanismo rotatorio del cambio de unión, en el que la cabeza F1 va rotando impulsada por la fuerza protón motriz, cambiando su conformación y colocando a los reactivos en la posición y cercanía adecuadas como para facilitar su reacción.

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