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El ciclo respiratorio es un proceso bioquímico complejo que consiste en una serie de reacciones químicas que permiten a las células obtener energía a partir de la oxidación de moléculas. En este documento se describe la importancia de la cadena respiratoria, su organización y funcionamiento, así como los diferentes componentes involucrados. Se incluyen ejemplos y procedimientos para mejorar la comprensión.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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La cadena respiratoria consiste en un complicado sistema de moléculas que toman átomos de hidrógeno y electrones de diferentes sustancias que las células obtienen de la degradación de los materiales con los que se nutren. A través de los componentes de la cadena respiratoria, estos hidrógenos y electrones viajan hacia el oxígeno, con el cual se combinan al final. Ya que como sabemos este sistema tiene tres funciones muy importantes, las cuales son de producción de energía, formación de agua metabólica y tambiénla de eliminación de sustratos de hidrógenos. En cierta forma, este proceso puede verse como la manera en la que las células llevan a cabo la combinación del oxígeno con el hidrógeno para formar agua, y es realmente lo que constituye la respiración celular. Pero en el proceso se puede obtener una cantidad muy grande de energía derivada, en términos muy sencillos, de la gran tendencia que tiene el hidrógeno para unirse con el oxígeno, que todos conocemos.
La e- procedente de las oxidaciones de la célula vedrán formando parte del NADH y FADH 2 que los cederán al O 2 debido al Eco (potencial de reducción ) que es más positivo cuanto mayor es la tendencia a captar los e -^. Ceder los e - al O 2 es favorable. La cesión de O 2 ocurre en varios pasos de oxidación reducción, por eso es una cadena, Tendremos pequeñas porciones de ΔG que se usarán para sintetizar ATP pero no directamente. La cadena respiratoria está siempre en una membrana y almacena la energía en forma de gradiente de concentración. Este gradiente es el que se encarga de sintetizar el ATP en
Muchos componentes, alguno de ellos organizados en complejos. Todas las cadenas tienen siempre transportadores organizados en complejos y otros móviles que unen los anteriores. Los móviles son la UQ y el citc.Los e - se transfieren de un complejo a otro por choque. Transporte siempre organizado a favor de un Eo. El punto por donde los e -^ se incorporan no es siempre el mismo, depende del Eoya que ha de ser favorable. El NADH tiene más tendencia a ceder los e -^ que el FADH 2 por lo que se obtendrá más energía cuando se oxide el NADH que cuando lo haga el FADH 2. Cuando los e -^ los aporta el NADH se incorporan al principio de lka cadena y participan3 complejos: Este proceso no se puede variar ya que están ordenados atendiendo a un Eo cada vez más +. El FADH 2 no se une por el mismo sitio sino que lo hace a través del complejo II de ahí los cede a la UQ y a partir de entonces es todo igual. El ascorbato también se une por otro sitio y lo hará a partir del citc.Orientación en la membrana y bombeo de H+. Los e -^ que llegan a la cadena siempre lo hacen desde el interior de la mitocondria, es decir, el NADH está en la matriz mitocondrial. Cuando los e se transfieren desde el NADH hacia el O 2 , que también está en el interior de la mitocondria, los H+ se bombean hacia el espacio intermembranoso, hacia el exterior de la mitocondria.
Buffer fosfato de sodio 0,1 M, ph 7.4. 2.6 diclorofenolindofenol 0.02%. P-fenilondiamina 1%. Succinato 0.1M. Malonato 0.1 M. Cianuro de Sodio 0.1 M. Barbiturato de sodio 0.1M. Homogenizado hepático. III. PROCEDIMIENTO A. SISTEMA DE SUCCINATO: COMPONENTES 1 2 3 4 5 6 Buffer fosfato de sodio 0.1 M, ph
2. diclorofenolindof enol 0.02% Succinato 0.1 M Malonato 0.1 M Cianuro de Sodio 0.1 M Barbiturato de Sodio 0.1 M Homogenizado hepático
MEZCLAR: Dejar en reposo a temperatura ambiental. OBSERVAR: Constantemente los cambios de color del indicador. Interpretar sus resultados. B. SISTEMA USANDO P- FENILENDIAMINA COMPONENTES 1 2 3 4 5 Buffer fosfato de sodio 0.1 M, ph
Cianuro de Sodio 0.1 M Malonato 0.1 M Barbiturato de Sodio 0.1 M
P- fenilendiamina Homogenizado hepático
MEZCLAR: Dejar en reposo a temperatura ambiental. OBSERVAR: Constantemente los cambios de color del indicador. Interpretar los resultados.
1. Que interpretación le da a los tubos 1, 2, 3, 4, 5 y 6 del primer experimento? En el Tubo 1: Está presente el dador de electrones (2, diclorofenolindofenol), pero no está presente el homogenizado hepático, por lo cual no se produce reacción. Además no se puedo observar cambio de color alguno ya que como se dijo anteriormente no se encontraba el homogenizado hepático (medio en el que se encontraban las mitocondrias esenciales para el proceso) que nos brindaría el sistema enzimático necesario para el funcionamiento de la cadena respiratoria. En el Tubo 2 : Está presente el dador de electrones, el homogenizado hepático, pero no está presente el succinato, que es el sustrato, por lo cual no se produce reacción). Ya que la cadena respiratoria no se cumple (por la carencia de succinato). La muestra se torna un color turbio, no hay coloración diferenciada, lo que evidencia que ( no camina la cadena Respiratoria). En el Tubo 3 : Está presente el dador de electrones, el sustrato, el homogenizado hepático, por lo cual se completa la reacción y se obtiene que se colorea de color azul intenso (indica el cumplimiento total del recorrido de la cadena respiratoria), dando por hecho que el ciclo se completa. Así tenemos las mitocondrias (proporcionado por el homogeneizado), el donador de electrones (succinato), el aceptor de electrones (2,6 diclorofenolindofenol) y el sistema enzimático.
Es decir, ocurre el proceso inverso de lo visto en el tubo N°6 para el sistema de la Succinato y el barbiturato que actuaba a nivel del complejo I, dejando “libre el acceso” por el complejo II. Por este motivo la solución se torna rojiza como en el tubo N° 2, indicador de que la cadena respiratoria sí procede.
Además proporciona enzimas, debido a que le hígado presenta gran cantidad de mitocondrias, para así pode r demostrar junto a la fenilondiamina el efecto que tiene algunos inhibidores en este caso el malonato y el barbiturato.
5. Que otros inhibidores existen de 3 ejemplos y en que sitios actúan. 1. Sobre la NADH-deshidrogenasa, bloqueando la transferencia de electrones entre la flavina y la ubiquinona. (Inhibidores del sitio I). INHIBIDORES: Barbitúricos, como el amobarbital. Piericidina A (antibiótico). Rotenona (insecticida). 2. Actúa bloqueando la transferencia de electrones entre el citocromo b y el citocromo c1. (inhibidores de sitio III). INHIBIDORES: Antimicina. 3. Actúan sobre el Hemo a3 de la citocromooxidasa impidiendo su interacción con el oxígeno (inhibidores de sitio IV). INHIBIDORES Cianuro. Monóxido de carbono. H 2 S. 6. Que son dadores y aceptores artificiales y cuáles y para que se usaron en práctica. La oxido-reducción es una tipo de reacción que puede ser catalizada por la enzima oxidorreductasas.
La cadena respiratoria posee una estructura específica de cinco complejos enzimáticos que acarrean a los electrones y que como tal son proteínas que necesitan de un medio adecuado para su normal funcionamiento biológico, es por eso por lo que se ha hecho necesario el empleo del buffer fosfato. La cadena respiratoria se lleva a cabo en la membrana interna de la mitocondria y tiene como misión oxidar los equivalentes reductores NADH y FADH generados en el ciclo de Krebs. Los electrones "arrancados" a las moléculas que se respiran y que se "almacenan" en el NADH Y FADH2, irán pasando por una serie de transportadores, situados en las crestas mitocondriales formando tres grandes complejos enzimáticos. La disposición de los transportadores permite que los electrones "salten" de unos a otros, liberándose una cierta cantidad de energía que sirve para formar un enlace de alta energía entre el ADP y el P, que da lugar a una molécula de ATP.
www.wikipedia.com www.monografias.com Murray, Granner, Mayes, Rodwell. (2001) Bioquímica de Harper. 15ª edición. editorial “el manual moderno”-méxico. http://es.wikipedia.org/wiki/Inhibidores_de_la_respiraci%C3%B3n
