La hipótesis del acoplamiento quimiosmótico

La hipótesis del acoplamiento quimiosmótico

La teoría quimiosmótica fue propuesta en 1961 por Peter Dennis Mitchell y sin duda es una de las teorías más importantes que han surgido en la Biología Celular y Molecular, debido a que no solo explica la energética mitocondrial, también explica la del cloroplasto y la de la membrana bacteriana. Esta teoría aunque en sus inicios no fue bien recibida, es ahora ampliamente aceptada ya que al parecer explica muchas de las incógnitas de uno de los fenómenos más importantes: el enganche de la fosforilación con el transporte de electrones.

Un gradiente iónico tiene energía potencial y puede ser usada para efectuar reacciones químicas cuando los iones pasan a través de un canal iónico (rojo)

Mitchell explica en su teoría que la movilización de electrones a través de la cadena respiratoria tiene por resultado la formación de un gradiente de protones, el cual es el resultado del traslado de protones de un lado de la membrana al lado opuesto de la misma. Este traslado se encuentra mediado por acarreadores electrónicos, los hay de dos tipos, aquellos ubicados en el lado interno de la membrana mitocondrial que transportan tanto protones como electrones y los específicos que sólo median el transporte de electrones. Es así como el establecimiento del gradiente de protones es producido tras la incorporación de los protones a un lado de la membrana por los acarreadores que transportan tanto protones como electrones y a la separación de los protones en el otro lado cuando los electrones son transferidos a acarreadores que no aceptan los protones compartidos. Para que estos protones puedan ser liberados en el otro lado, los electrones deben pasar a acarreadores al lado de la membrana externa que no acepta los protones. La anterior movilización tiene la característica de ser electrogénica.

Dentro del gradiente de protones existen dos características muy importantes; la primera es la diferencia entre las concentraciones de iones hidrógeno y pH en ambos lados de la membrana y la segunda característica es electrónica, obtenida de la separación de la carga a través de la membrana para formar un voltaje. La energía presente en ambas características del gradiente electroquímico recibe el nombre de fuerza protón – motriz (pmf), es la fuerza que impulsa la síntesis de ATP e indica que a mayor pendiente del gradiente, mayor será la fuerza protón- motriz y mayor la energía libre que se utilizará.

Bibliografía

Karp G. 1987. Biología Celular. McGraw-Hill. Segunda edición.

Voet, Voet y Pratt. 2009. Fundamentos de Bioquímica, la vida a nivel molecular. Médica Panamericana, Argentina.