Ejercicio 1 (i-s) - Cadena respiratoria y fosforilación oxi… · Bioquímica UB Cuestionario de Autoevaluación: Bioenergética y Fosforilación Oxidativa

Justificación apartado i: En la cadena respiratoria mitocondrial, el NADH se reoxida cediendo un total de tres pares de electrones, mientras que el FADH₂ cede únicamente dos pares.

Solución: Falso (F). Tanto el NADH como el FADH₂ transfieren un único par de electrones (2 e⁻) en su oxidación.

Justificación apartado j: En las agrupaciones hierro-azufre (centros Fe-S) que participan en la cadena transportadora de electrones, el ion hierro se encuentra complejado en el seno de un grupo hemo.

Solución: Falso (F). En los centros ferro-sulfurados el hierro se coordina directamente con azufres inorgánicos y cadenas laterales de cisteína, no con un anillo tetrapirrólico de hemo.

Justificación apartado k: La incorporación de átomos de hierro en los complejos respiratorios mitocondriales se debe siempre y de manera exclusiva a la presencia de citocromos.

Solución: Falso (F). Existen otros grupos prostéticos con hierro en la cadena, como los centros Fe-S presentes en los complejos I, II y III, que no son citocromos.

Justificación apartado l: En el tramo terminal de la cadena de transporte electrónico, el citocromo c es el donante directo que transfiere los electrones a la molécula de O₂.

Solución: Falso (F). El citocromo c transfiere electrones al complejo IV (citocromo c oxidasa), y es este complejo el que finalmente reduce el O₂ a agua.

Justificación apartado m: La composición solutos-metabolitos de la matriz mitocondrial es prácticamente idéntica a la del citosol debido a la gran permeabilidad que exhibe la membrana mitocondrial interna frente a la mayoría de las moléculas.

Solución: Falso (F). La membrana mitocondrial interna es muy selectiva e impermeable a iones y la gran mayoría de metabolitos polares, requiriéndose transportadores específicos; por ello la matriz difiere notablemente del citosol.

Justificación apartado n: El correcto flujo de electrones a lo largo de la cadena respiratoria requiere de modo indispensable que la membrana mitocondrial interna conserve su integridad estructural.

Solución: Verdadero (V). La integridad de la membrana interna es indispensable para sostener el gradiente electroquímico de protones que acopla el transporte a la síntesis de ATP, e interviene en la correcta orientación funcional de los complejos respiratorios.

Justificación apartado o: El bloqueo específico del complejo I de la cadena de transporte electrónico inhibe de forma absoluta la síntesis de ATP, sin importar cuál sea el sustrato oxidable aportado.

Solución: Falso (F). Sustratos que transfieren sus electrones al ubiquinol a través de flavoproteínas (como el succinato mediante el complejo II o el glicerol-3-fosfato) pueden eludir el complejo I bloqueado y continuar sosteniendo la fosforilación oxidativa.

Justificación apartado p: Una suspensión mitocondrial alimentada exclusivamente con succinato mostrará un índice de fosforilación P/O próximo a 3.

Solución: Falso (F). La oxidación de succinato rinde aproximadamente 1,5 moles de ATP por átomo de oxígeno consumido (P/O ≈ 1,5, o históricamente 2), ya que entra al nivel de la coenzima Q sin pasar por el complejo I.

Justificación apartado q: Los compuestos desacopladores estimulan el consumo de oxígeno mitocondrial pero impiden la síntesis acoplada de ATP.

Solución: Verdadero (V). Los desacopladores disipan la fuerza protón-motriz en forma de calor, por lo que el transporte electrónico transcurre al máximo sin generar ATP.

Justificación apartado r: El tratamiento con oligomicina de mitocondrias intactas y acopladas en presencia de sustrato respiratorio provoca una reducción drástica del consumo de oxígeno.

Solución: Verdadero (V). Al inhibir la subunidad Fₒ de la ATP sintasa se impide el retorno de protones a la matriz; al estar la membrana acoplada, la fuerza protón-motriz acumulada ejerce una contrapresión que frena el transporte de electrones y el consumo de oxígeno.

Justificación apartado s: El rendimiento neto en ATP generado a partir de los equivalentes de reducción del NADH citosólico depende de la lanzadera mitocondrial específica que intervenga.

Solución: Verdadero (V). La lanzadera de malato-aspartato regenera NADH en la matriz (rendimiento aproximado de 2,5 ATP/NADH), mientras que la de glicerol-3-fosfato transfiere los electrones al FAD de la membrana interna (rendimiento aproximado de 1,5 ATP/NADH).

Selección de Verdadero (V) o Falso (F) para las proposiciones i a s

Solución: i: F; j: F; k: F; l: F; m: F; n: V; o: F; p: F; q: V; r: V; s: V