Maquinaria para la síntesis de ATP

Respiración celular aeróbica, la mitocondria y las bacterias aeróbicas La respiración celular aeróbica Síntesis de ATP por parte de la mitocondria Maquinaria para la síntesis de ATP Estructura de la proteína de síntesis de ATP Formación de ATP
Maquinaria para la síntesis de ATP
El objetivo de la cadena de transporte de electrones es la de generar una alta concentración de iones hidronio en la zona intermedia de las dos membranas mitocondriales. Esto se da independiente al tipo de aceptor final de electrones. Dependiendo del linaje de seres vivos han evolucionado multitud de aceptores finales, pero el que predomina es el oxígeno.
Ahora llegamos al punto de, si tenemos muchos iones hidronio en la zona intermembranal, pero ¿y qué?, ¿qué se hace con esos iones hidronio?, pues la respuesta obvia es sintetizar energía en forma de ATP. Por lo cual debemos hacer la conexión, esta concentración de protones se emplea para sintetizar ATP, la pregunta es ¿cómo? ¿Cómo se emplea un gradiente de concentración alto de iones hidronio en la región intermembranal para sintetizar ATP?
Como se mencionó anteriormente, la cadena de transporte de protones es básicamente varias bombas de protones que funcionan de manera acoplada, sin embargo existen otras bombas de protones, una que funcionan como transporte activo y otras como transporte pasivo.
Originalmente una serie de proteínas llamadas proteínas tipo F1 fueron identificadas precisamente como bombas de protones de transporte activo, pero que en lugar de gasta energía de una corriente de electrones, lo lograban mediante el corte selectivo de proteínas del alta energía llamadas ATP. Ahora téngase en mente que originalmente las proteínas tipo F fueron asociadas al CONSUMO de energía por lisis de ATP formando ADP.
Durante inicios de la década de los 60s, Humberto Fernández Moran del hospital general de Massachussetts se encontraba aislando mitocondrias mediante un nuevo método de tinción negativa. Fernández descubrió una serie de esferas  unidas a la membrana interna de la mitocondria proyectándose especialmente hacia la matriz mitocondrial.  

Figura MSA-01. Esferas f1.

Unos años después Efraim Racker de la Universidad de Corrnell aisló estas esferas a las cuales denominó factor de acoplamiento 1 o simplemente f1. Racker descubrió que las esferas f1 poseían un comportamiento enzimático hidrolizando el ATP para formar ADP, es decir, consumían energía celular.
La pregunta del millón es, ¿Por qué un organelo que se supone produce ATP a ´partir de ADP y fosforo inorgánico tendría una enzima que cataliza la reacción opuesta?
Una característica de muchas enzimas es que pueden catalizar la reacción directa y la reacción opuesta dependiendo de las condiciones de equilibrio químico en el sistema en el cual están presentes.
Evidencia de que las ATPasas pueden sintetizar ATP dependiendo de las condiciones, es la ATPasa que potencia el transporte activo de la bomba de sodio y potasio, proceso por el cual las neuronas son capaces de generar pulsos eléctricos.
En condiciones experimentales en los que se emplea la ATPasa de sodio y potasio en contra de los gradientes de concentración de ATP en los que opera normalmente se ha logrado que funcione como una sintetasa de ATP. Esto prueba que las ATPasa y las ATP sintetasa pueden exaptarse “cambiar objetivo haciendo la misma función básica” para la función opuesta con extrema facilidad en el contexto celular. PRINCIPAL REGRESAR