Los complejos de la cadena de electrones como bombas de protones

Los complejos de la cadena de electrones como bombas de protones
Aquí empleamos uno en los significados posibles de bomba, en ingles no ocurre esto ya que están las palabras pump y bomb para diferenciar las dos ideas. Aquí emplearemos la palabra bomba como traducción del inglés pump.

Video CCE-01. Las bombas de protones son dominios transmembranales empleados para hacer transporte activo de iones hidronio "el ion hidronio es un producto ácido ya sea en la teoría de Lewis o de Bronsted, en otras palabras son los responsables del poder corrosivo de un ácido"

Una bomba es una máquina que permite hacer fluir algo en contra de una tendencia general. Por ejemplo, cuando un barco sufre una fisura y empieza a hundirse, el hundimiento se produce porque el agua ingresa a él con cierta velocidad. Una bomba es una máquina que saca el agua desde el interior del barco al exterior con una velocidad y gastando energía.
En el caso del barco, la acción que va en favor de la segunda ley de la termodinámica es que el agua ingrese al barco y lo hunda ya que es la ruta espontánea que no requiere energía sino que la libera “energía gravitacional contenida en el agua y que se libera cuando ingresa a presión en el barco”.
La ruta que va en contra es sacar el agua, y para lograrlo es necesario invertir grandes cantidades de energía.
Una bomba de protones es una proteína que sirve como canal iónico para iones hidronio “agua enlazada débilmente a un átomo de hidrogeno iónico o protón”.  El flujo de hidronio “para simplificar, protones” puede darse en favor del gradiente de concentración “desde el lado donde hay más, hacia el lado donde hay menos” o en contra del gradiente de concentración.
Como cualquier transporte activo, cuando se trabaja en contra del gradiente de concentración se debe invertir energía para lograr la tarea. Esta energía para el caso de la cadena de transporte de electrones es proporcionada por los electrones de alta energía proporcionados por el NADH y el FADH2.

Video CCE-02. El transporte activo de una bomba de protones.

Los complejos I, III y IV tienen un segundo dominio transmembranal a parte de los que sirven para que se dé una corriente de electrones. Ambos dominios están acoplados, cuando se recibe un electrón energético, parte de su energía se consume para que la proteína cambie de forma y traslade a la fuerza “translocar” a un protón "ión hidronio" desde una región de menor concentración a una de mayor concentración”, es por esto que los complejos I, III y IV sirven como bombas de protones.
La función de la cadena de transporte de electrones es acumular enormes cantidades de protones en la zona intermembranal de la mitocondria, lo cual genera una presión osmótica y eléctrica.
Es la energía generada por estas presiones la que será empleada en el último paso de la respiración celular aeróbica para sintetizar ATP, transfiriendo la energía desde la presión de protones a un enlace entre grupos fosfato.
Las bombas de protones son tipos de proteína muy general que son empleadas en otros contextos en diferentes tipos de seres vivos.
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