Cadena transportadora de electrones

La cadena transportadora de electrones es el nombre con el que se conoce la secuencia que siguen los electrones a través de una serie de oxidaciones y reducciones químicas, a través de la membrana mitocondrial durante la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP) en la célula. El ATP es un nucleótido que desempeña un papel protagónico en los procesos energéticos celulares.

Estos electrones se integran a la membrana celular desde algunos procesos metabólicos; el más conocido de ellos es el Ciclo de Krebs. También la glucólisis es proveedor de iones para la cadena. Sin embargo, estos electrones llegan a la membrana con un potencial muy alto. La cadena transportadora actúa como una “escalera” que reduce el potencial de esos electrones, paso a paso, hasta que alcanzan un nivel en el que son aprovechables en la síntesis de ATP.

Dónde ocurre esta cadena

Las moléculas que se ocupan del transporte de electrones se hallan formando la cadena a través de la membrana de la mitocondria. De este modo, el proceso es lo suficientemente gradual como para que sea plenamente aprovechable por la célula, y permita sintetizar el ATP.

Etapas de la cadena

Las etapas ocurren con la intervención de diferentes sustancias, que en resumen, juegan uno de dos roles en la cadena:

• Donadores: Estos son el di-nucleótido de nicotimamida y adenina (NADH), proveniente de procesos como la glucólisis, y el flavín adenín di-nucleótido (FAD), que se produce en el Ciclo de Krebs
• Transportadores: Forman la cadena propiamente dicha. En la mayoría de los textos son llamados complejos enzimáticos. Son la ubiquinona, o coenzima Q (CoQ), el flavín mononucleótido (FMN); y los citocromos bc₁ y c (Cit bc₁ y Cit c).

La glucólisis produce NADH que dona electrones al FMN, reduciéndolo; posteriormente el FMN se oxidará al donar electrones a la siguiente etapa.

La CoQ recibe los electrones donados por el FMN, por lo que sufre un proceso de reducción. También se reduce al recibir los electrones provenientes del FAD del Ciclo de Krebs. Esta coenzima volverá a oxidarse cuando done los electrones. En esta etapa, además, se liberarán iones H⁺, en un proceso conocido como “bomba de protones”.

Los electrones son donados para reducir el siguiente transportador:  Cit bc₁; se oxidará al donar estos electrones al Cit c, que por consiguiente se reducirá.

La última etapa del proceso ocurre cuando grupos de cuatro electrones que han pasado este proceso de transporte, se utilicen con cuatro iones H⁺ de los liberados por la CoQ, y una molécula de oxígeno (O₂) proveniente del proceso respiratorio, formando dos moléculas de agua (2H₂O).

A lo largo de este proceso de transporte, la energía liberada en cada reacción de oxidación y reducción ha creado un gradiente electroquímico, que es lo que se utiliza en la síntesis de moléculas de ATP. El proceso ocurre de manera continua y en cantidades suficientes para satisfacer los procesos energéticos del organismo. Esto será así mientras el metabolismo pueda seguir proporcionando donadores de los nutrientes, y mientras pueda suministrar oxígeno de la respiración.

Importancia de la cadena transportadora de electrones

Para el el desempeño de todas las funciones del organismo, es necesario un correcto y constante suministro de energía. Esta es proporcionada a través de un nucleótido fundamental, como lo es el ATP. Es vital entonces que la síntesis de ATP se lleve a cabo sin interrupciones.

Sin embargo, la síntesis se produce a través de la energía proporcionada por los nutrientes; y esta energía no se puede aprovechar de manera total e inmediata. La cadena transportadora de electrones crea entonces un mecanismo gradual para ir extrayendo la energía que permitirá a los procesos metabólicos la síntesis del ATP, molécula energética por excelencia.