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REACCIONES REDOX

BIOLÓGICAS

http://www.unizar.es/departamentos/bioquimica_biologia/docencia/Biofvirtual/Tema-redox/Credox.htm

•La transferencia de enlaces ricos en energía es un hecho central del metabolismo.

•De similar importancia, es la transferencia de electrones en las reacciones denominadas de oxido-reducción. 

•Estas reacciones involucran la pérdida de electrones (oxidación) por una especie química, la cual resulta oxidada, y la ganancia de los electrones (reducción) por otra especie, que resulta reducida. 

ORIGEN DE LA ENERGÍA BIOLÓGICA

Este flujo de electrones en las reacciones de oxido-reducción es el responsable, directa o indirectamente, de todo el trabajo hecho por los organismos vivos. 

Así, en los organismos que no hacen fotosíntesis la fuente de electrones son compuestos reducidos, mientras que en los organismos fotosintéticos, el donador de electrones inicial es una especie química excitada por acción de la luz solar.

El flujo de los electrones en el metabolismo es complejo, los electrones se mueven desde varios metabolitos a unos transportadores especializados en transportar electrones en reacciones catalizadas por enzimas. 

Estos transportadores a su vez donan electrones a aceptores con mayor afinidad por los electrones liberando energía. De esta forma las células convierten la energía del flujo de electrones en trabajo.

Las cadenas de transporte de electrones se organizan poniendo compuestos en orden creciente de capacidad para ceder electrones hasta los menos capaces de dar, que serán los que reciben con más facilidad. 

La mayoría de las reacciones de oxido-reducción involucran dos especies, la primera, el donador (reductor), cede los electrones a una segunda, el aceptor (oxidante), pasando la primera de un estado más reducido a otro más oxidado, mientras que el segundo componente acepta los electrones y resulta reducido. 

Debido a que las dos especies difieren en su afinidad por los electrones, estos fluyen espontáneamente movidos por una fuerza proporcional a la diferencia en su afinidad por los electrones. A esta fuerza se la denomina fuerza electromotriz.

:

N

NH2

O

H

H

O

OHOH

CH2O

PO

OO

(I)

O(I)PO

O

N

NN

N

NH2

H

O

OH

CH2

N

NH2

OHH

Oxidado

Nicotinamida(derivado de piridina)

X = H = NAD+X = PO = NADP+

OX

+ 2[H+]

R

Reducido

+ H+

Ribosa

Adenosina

Las reacciones de oxido-reducción se ajustan en todo a las consideraciones generales de cualquier reacción química, con la particularidad de que la energía libre del proceso puede ser medida más fácilmente debido al trabajo eléctrico producido.

                                                                                                      

                  

Los principales cofactores redox en sistemás biológicos son:

1-Piridín nucleótidos: NAD+ y NADP+  son coenzimas solubles en agua que se mueve rápidamente de un enzima a otro.  Transfieren hidruros.

2-Flavín nucleótidos: FMN y FAD son coenzimas solubles en agua, pero habitualmente se encuentran fuertemente unidos, bien covalente o no-covalentemente, a proteínas a las que sirven como grupo prostético.  Estas proteínas son las flavoproteínas y flavoenzimas. 

Permiten acoplar procesos de oxidoreducción de dos electrones con procesos de un solo electrón.

3-Quinonas solubles en lípidos: ubiquinona y plastoquinona actúan como tranportadores de electrones y protones en medios no acuosos en el ambiente de las membranas. 

Permiten acoplar procesos de oxidoreducción de dos electrones con procesos de un solo electrón.

4. Citocromos

5-Metáles y Centros metálicos.  Como son los centros sulfo-férricos y grupos hemos, en las sulfoferroproteínas y citocromos, respectivamente.

Estos centros se encuentran fuertemente unidos como grupos protéticos y sufren oxidoreducciones reversibles, sirviendo de transportadores de electrones en muchos procesos redox.

http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/transporte%20de%20electrones.html