La ciencia bioquímica ha realizado grandes avances en el campo de la termodinámica aplicada a las funciones vitales de la mitocondria en las células, principalmente en la animal; la termodinámica se refiere entonces a las transformaciones que se dan entre el estado inicial y final de una sustancia, la termodinámica está regida por tres leyes básicas, que son:
ü La energía del universo es constante, por tanto no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
ü El desorden del universo tiende a aumentar, excepto en los sistemas vivos.
ü Cuando la temperatura absoluta (ºK) se aproxima a cero, el desorden (entropía) también.
Cuando un sistema está en equilibrio, no genera energía libre, por lo tanto se dice que es un sistema muerto; este concepto del desorden en los sistemas es conocido bajo el concepto de entropía, cuando en un proceso, la entropía aumenta, este se da de forma espontánea, por ejemplo la combustión.
PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN DE GLUCOSA.
En el desarrollo de la vida se han dado estos procesos de liberación y absorción de energía, es por ello que en el metabolismo de los seres vivos están también presentes estas reacciones endergónicas (que requieren energía) y exergónicas (que liberan energía); en la célula, la mitocondria es la principal organela encargada de la producción de energía de la célula con los productos derivados del metabolismo; esta energía se obtiene en forma de ATP (adenosina trifosfato) en tres procesos acoplados que son glucólisis (fuera de la mitocondria), ciclo de Krebs o del ácido cítrico y fosforilación oxidativa.
Ø Glucólisis: Es el proceso mediante el cual la célula transforma una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato a través de 10 reacciones las cuales son anaerobias, en resumen las diez reacciones son:
1. La glucosa se transforma en glucosa-6-fosfato.
2. La glucosa-6-fosfato se convierte en fructosa-6-fosfato.
3. La fructosa-6-fosfato se convierte en fuctosa-1,6-difosfato.
4. La fructosa-1,6-difosfato se divide en dos moléculas que son el gliceraldehido-3-fosfato y el fosfato de dihidroxiacetona.
5. El fosfato de dihidroxiacetona se transforma en gliceraldehido-3-fosfato.
6. Ambos gliceraldehidos-3-fosfato, se convierten en glicerato-1,3-difosfato.
7. Ambos gliceratos-1,3-difosfato se vuelven en glicerato-3-fosfato.
8. Ambos gliceratos-3-fosfato, se convierten en glicerato-2-fosfato.
9. Ambos gliceratos-2-fosfato se transforman en fosfoenolpiruvato.
10. Ambos fosfoenolpiruvato se convierten en piruvato.
Todas estas reacciones requieren y producen ATP.
Ø Ciclo de Krebs: En este conjunto de reacciones que son 8 en total, se producen el equivalente de diez ATP por cada piruvato que se convierte inicialmente en Acetil CoA, es decir que por cada glucosa en el ciclo de Krebs se producen 20 equivalentes de ATP en forma de NADH y FADH2.
Ø Fosforilación oxidativa: Es un proceso que se da en la membrana mitocondrial interna y que transporta electrones a lo largo de cinco complejos; el complejo I y II transportan los electrones obtenidos por la oxidación de NADH al complejo III por la acción de la coenzima Q o ubiquinona. Del complejo III, los electrones llegan al complejo IV por acción del citocromo C, allí, en el complejo IV se reduce el oxígeno para formar agua (1/2 O2 + 2H+ = H2O). Esta es la parte oxidativa del proceso, en el complejo V que funciona de forma independiente de los demás, se da la parte de fosforilación por gradiente de pH, ya que al interior de la membrana mitocondrial hay un pH diferente al del exterior, el complejo V toma iones H+ a favor de gradiente, lo que genera energía para poner a funcionar este complejo, que es como un motor giratorio, que produce ATP por la unión de un fosfato a un ADP; este complejo se denomina ATP sintasa.
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ü ANIMACIÓN DE LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES EN LA MITOCONDRIA: http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/metabolismo/ets.htm
ü TRANSPORTE DE ELETRONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: http://www.pucpr.edu/marc/facultad/santos/bioquimica446/enero%202010/CAP20%20Transporte%20de%20electrones%20y%20fosforilacion%20oxidativa.pdf
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE MAYOR IMPORTANCIA:
ü ANIMACIÓN DE LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES EN LA MITOCONDRIA: “Los protones son translocados a través de la membrana, desde la matriz hasta el espacio intermembrana y los electrones son transportados a lo largo de la membrana, por medio de una serie de proteínas transportadoras. El oxígeno es el aceptor terminal del electrón, combinándose con electrones e iones H+ para producir agua”
ü TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: “El transporte de electrones es una serie de reacciones de oxidación-reducción a través de las cuales los electrones derivados de la oxidación de nutrientes son transportados a oxígeno. Ocurre en la membrana interna de la mitocondria. (…) El sistema de transporte de electrones consiste de cuatro complejos multienzimáticos enlazados a la membrana y dos portadores. (…) Parte de la energía liberada en las reacciones de oxidación durante el transporte de electrones se usa para la fosforilación de ADP”.
MITOCONDRIA CON ANIMACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y DESTINOS DE CADA PRODUCTO.
OPINIÓN A CERCA DE LA IMPORTANCIA DE LAS BIBLIOGRAFÍAS:
Considero importantes las anteriores bibliografías, porque son una fuente importante y confiable de información, que nos puede ayudar en gran medida a fortalecer los conocimientos en el tema de la mitocondria y sus múltiples funciones al interior de la célula. También, es posible afirmar que las anteriores páginas que quedaron como referencia bibliográfica, pueden ser utilizadas como una guía básica de estudio y aprendizaje de la temática planteada.
Los anteriores sitios web, nos permiten un afianzamiento con el conocimiento del tema y además una importante profundización en conceptos, variables y funciones de la célula en las cuales interviene de forma activa la mitocondria, como organela sintetizadora de energía que permite el desarrollo normal de las actividades propias de cada tipo de célula y su especialidad en los organismos vivos.
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