La cadena de transporte de electrones, también conocida como fosforilación oxidativa, es la etapa de la respiración aeróbica celular que más cantidad de energía genera. Este proceso ocurre en la membrana interna de las mitocondrias de las células eucariotas y depende de la presencia de oxígeno para llevarse a cabo.
Este conjunto de reacciones metabólicas aprovecha la energía almacenada en los electrones transportados por las moléculas NADH y FADH₂. Estas moléculas son productos de procesos catabólicos como la glicólisis, el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos.
Elementos de la Cadena de Transporte de Electrones
En la cadena de transporte de electrones es fundamental el gradiente electroquímico, también conocido como fuerza protón-motriz. Este gradiente se genera a medida que se bombean protones (H⁺) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana utilizando la energía liberada por el transporte de electrones de las moléculas NADH y FADH2.
Todo esto es posible gracias a los elementos de esta cadena conocidos como complejos:
- Complejo I: Este complejo acepta electrones del NADH, transfiriéndolos a la ubiquinona (coenzima Q) y bombeando protones al espacio intermembrana, contribuyendo al gradiente electroquímico.
- Complejo II: Este complejo no contribuye directamente al bombeo de electrones. Su función es recibir electrones del FADH₂ y transferirlos a la ubiquinona, proteína que acepta los electrones del complejo I o del complejo II.
- Complejo III: Transfiere electrones de la ubiquinona reducida al complejo IV, mientras bombea protones al espacio intermembrana.
- Complejo IV: Recibe los electrones del complejo III y los transfiere al oxígeno, que actúa como aceptor final de electrones. Este proceso genera moléculas de agua como subproducto.
- ATP sintasa: Utiliza la energía almacenada en el gradiente de protones para sintetizar ATP (moléculas altamente energéticas) a partir de ADP y fosfato inorgánico, en un proceso conocido como quimiosmosis. La ATP sintasa actúa como un canal de iones que «devuelve» los protones a la matriz mitocondrial.
Producción Energética de la Cadena de Transporte de Electrones
Cada molécula de NADH que transfiere electrones a la cadena de transporte genera aproximadamente 2.5 moléculas de ATP. Por otro lado, los electrones provenientes del FADH₂ producen cerca de 1.5 moléculas de ATP. En conjunto, la cadena de transporte de electrones maximiza la eficiencia energética de la respiración celular.
