La fosforilación oxidativa es la etapa final de la respiración celular, ocurriendo en la membrana mitocondrial interna. Utiliza la energía liberada por la cadena de transporte de electrones para impulsar la síntesis de ATP, produciendo la gran mayoría de la energía celular.
Cómo Funciona la Fosforilación Oxidativa
La Cadena de Transporte de Electrones
El NADH y el FADH2 provenientes de la glucólisis y del ciclo del ácido cítrico donan electrones a complejos proteicos integrados en la membrana mitocondrial interna. Estos complejos (Complejo I al IV) pasan los electrones a través de una serie de reacciones redox, cada una con un potencial de reducción progresivamente mayor.
Bombeo de Protones
A medida que los electrones se mueven a través de la cadena, la energía liberada se utiliza para bombear protones (H+) desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana. Los Complejos I, III y IV contribuyen a construir este gradiente de protones. El resultado es una alta concentración de protones en el espacio intermembrana y una baja concentración en la matriz.
La Fuerza Protón-Motriz
El gradiente electroquímico creado por la diferencia de concentración de protones y el potencial de membrana se denomina fuerza protón-motriz. Esta fuerza almacena energía potencial, como el agua detrás de una presa.
Síntesis de ATP
Los protones fluyen de regreso a la matriz a través de la ATP sintasa (Complejo V), una turbina molecular. A medida que los protones atraviesan la enzima, esta gira, impulsando la fosforilación de ADP a ATP. Se producen aproximadamente tres o cuatro moléculas de ATP por cada diez protones que fluyen.
Oxígeno como Aceptor Final de Electrones
El oxígeno es el aceptor final de electrones en el Complejo IV. Acepta electrones y se combina con protones para formar agua. Sin oxígeno, la cadena de transporte de electrones se bloquea y la fosforilación oxidativa se detiene.
Rendimiento de ATP
La oxidación completa de una molécula de glucosa produce aproximadamente 30–32 moléculas de ATP a través de la fosforilación oxidativa, superando con creces los 2 ATP producidos solo por la glucólisis.
