Fernando Galán Galán
Profesor Titular de Medicina
Especialista en Medicina Interna
Experto en Miopatía Mitocondrial del Adulto
Fibromialgía y Síndrome de Fatiga crónica
Fernando Galán Galán Fernando Galán Galán Fernando Galán Galán Fernando Galán Galán

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Fernando Galán Galán

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ATP SINTASA O COMPLEJO V. ÚLTIMO PASO DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA MITOCONDRIAL EN LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA (ATP)

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ATP

ATP, trifosfato de adenosina, nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato,

La energía se encuentra en las uniones químicas de alta energía de los fosfatos

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  • Tan bueno como es el ATP para la transferencia de energía, es una molécula particularmente mala para el almacenamiento de energía.
  • Es bastante inestable y transfiere su grupo fosfato muy fácilmente.

LA SÍNTESIS DE ATP

ATP Sintasa (Complejo V)

La ATP sintasa es una de las maravillas del mundo molecular. La ATP sintasa es una enzima, un motor molecular, todo en una increíble máquina a nanoescala. Es 200.000 veces más pequeña que una cabeza de alfiler. Juega un papel indispensable en nuestras células, generando la mayor parte del ATP que impulsa nuestros procesos celulares. El mecanismo por el cual realiza esta tarea es una verdadera sorpresa.

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La estructura de la ATP sintasa.

La ATP sintasa se compone de dos subunidades: F0 y F1. Cada una de estas subunidades está compuesta de múltiples proteínas.

  • La subunidad F0 está compuesta por proteínas integrales de membrana: 1 copia de proteína a; 2 copias de proteína b; y entre 12 y 14 copias de la proteína c, que forma el canal para que los protones fluyan a través de la membrana. La rotación completa del complejo c requiere tantos H + como subunidades c. Por cada rotación completa, la ATP sintasa genera 3 moléculas de ATP.
  • La subunidad F1 está compuesta por cinco proteínas distintas: 3 copias de alfa, 3 copias de beta, 1 copia de gamma, delta y épsilon.
  • A medida que los protones fluyen a través de la membrana, las subunidades c y las subunidades delta y épsilon unidas giran. El resto de las subunidades son estacionarias.
  • Cuando entran los protones, el anillo formado por las subunidades c y el tallo (compuesto por las subunidades delta y épsilon) giran. Esta rotación induce cambios conformacionales en las subunidades beta, catalizando la síntesis de ATP.

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La ATP sintasa (FoF1) se compone de dos motores rotativos, que giran en direcciones opuestas. Cada uno alimentado por un combustible diferente.

  • (Fo), motor impulsado por protones (H+)
  • (F1) un motor accionado por ATP

El F0, es un motor eléctrico  incrustado en la membrana mitocondrial interna, y es impulsado por el flujo de iones de hidrógeno (H+) a través de la membrana. A medida que los protones fluyen a través del motor, giran un rotor circular (mostrado rojo). Este rotor está conectado al segundo motor, denominado F1.  

El motor F1 es un motor químico, accionado por ATP

¿Por qué tienen dos motores conectados juntos?

El truco es que un motor puede forzar al otro a girar, y de esta manera, cambia el motor a un generador.

Esto es lo que sucede en nuestras células: el motor F0 usa la potencia de un gradiente de protones para forzar al motor F1 a generar ATP.

  • La parte F0 de la ATP sintasa permite que estos protones (H+) fluyan, girando el rotor en el proceso. A medida que gira el rotor, gira el eje y el motor F1 se convierte en un generador, creando ATP a medida que gira.

En la mitocondria intacta, los protones que se han acumulado en el espacio intermembrana entran en el complejo de Fo y salen de él hacia la matriz. La energía que generan a medida que descienden por su gradiente de concentración hace girar a la unidad Fo y su tallo (a ~ 21,000 rpm) en el sentido de las agujas del reloj, convirtiendo la energía química en energía mecánica. A medida que lo hace, induce cambios conformacionales en las proteínas de la unidad F1 (a ATPasa activa) que les permiten convertir ADP y Pi en ATP. La tasa de síntesis es grande, el organismo humano en fase de reposo puede formar unas 1.021 moléculas de ATP por segundo

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Fo y F1 motores rotativos de ATP sintasa que giran en direcciones opuestas. Imágenes esquemáticas de la sintasa de FoF1-ATP. Las partes del rotor y el estator (es la parte fija de una máquina rotativa) se muestran en rojo y azul, respectivamente.

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Para sintetizar una molécula de ATP se requiere la translocacion de 3 protones a través de la ATP sintasa

 

CONCLUSIONES

La ATP sintasa es una de las maravillas del mundo molecular. La ATP sintasa es una enzima, un motor molecular, todo en una  increíble máquina a nanoescala. Es 200.000 veces más pequeña que una cabeza de alfiler. Y gira a ≈ 21,000 rpm.

La ATP sintasa (FoF1) se compone de dos motores rotativos, que giran en direcciones opuestas. Cada uno alimentado por un combustible diferente.

  • (Fo), motor impulsado por protones (H+)
  • (F1) un motor accionado por ATP

¿Por qué tienen dos motores conectados juntos? El truco es que un motor puede forzar al otro a  girar, y de esta manera, cambia el motor a un generador.

El organismo humano en fase de reposo puede formar unas 1.021 moléculas de ATP por segundo

Para sintetizar una molécula de ATP se requiere la translocacion de 3 protones a través de la ATP sintasa

 

PROF. DR. FERNANDO GALAN

 

 

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