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INTRODUCCIÓN

La ATP sintasa. La ATP sintasa es una máquina molecular giratoria que sintetiza ATP. Este complejo multiproteico se compone de dos dominios principales: el componente F0, que abarca la membrana, y el componente F1, sintetizador de ATP. El flujo de protones a través de F0, hecho posible por un gradiente creado por el transporte de electrones, genera una torsión que obliga al eje (la subunidad γ) a girar. La fuerza de rotación dentro de F1 desencadena cambios conformacionales que resultan en la síntesis del ATP.

Oxígeno: una paradoja molecular

¡El oxígeno es una molécula muy peligrosa! Es un dirradical (es decir, tiene dos electrones no pareados) que se combina con la mayoría de los demás elementos para formar intermediarios inestables y altamente reactivos. Como tal, puede causar un daño significativo: la reacción del oxígeno con el hierro para formar óxido, por ejemplo, le cuesta a la economía estadounidense varias decenas de miles de millones de dólares cada año. Pero el oxígeno también es extremadamente útil. Es un agente oxidante tan poderoso que el oxígeno licuado y el hidrógeno sirvieron como combustible en los motores principales del transbordador espacial. Del mismo modo, la combustión de los hidrocarburos combustibles es un proceso que requiere oxígeno, que bajo condiciones controladas se utiliza para calentar hogares y mover vehículos. Considerando las propiedades peligrosas del oxígeno, ¿por qué los organismos vivos pueden usarlo para generar energía? La respuesta a esta pregunta comienza con una comparación entre la combustión y la respiración aerobia.

Combustión

La reacción del oxígeno con los hidrocarburos (RH) es una reacción de radicales en cadena, rápida y extremadamente exotérmica. Esta reacción es controlable debido a una barrera energética, que evita la oxidación espontánea de la mayoría de las moléculas orgánicas cuando están en contacto con el aire. La combustión comienza sólo después de la introducción de una fuente de energía (p. ej., una cerilla encendida). La reacción en cadena comienza con la sustracción de un átomo de hidrógeno por el dirradical de oxígeno para formar un radical hidroxiperóxido (HOO•) y un radical alquilo (R•), los cuales proceden a reaccionar con otras moléculas de hidrocarburos. El proceso de combustión genera calor a medida que se rompen los enlaces químicos. La reacción en cadena se acelera a medida que los radicales recién formados reaccionan con otras moléculas de combustible. Otros radicales formados durante la reacción en cadena incluyen los ROO•, RO• y HO•. Como los radicales reaccionan con la primera molécula en su camino, el proceso es imparable hasta que se gasta el combustible de hidrocarburos, o se excluye el oxígeno de la reacción. La combustión completa de hidrocarburos produce CO2 y H2O.

Respiración aerobia: combustión controlada y la paradoja del oxígeno

La respiración aerobia es similar a la combustión de hidrocarburos en que las moléculas orgánicas (carbohidratos y ...

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