Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Cadena de transporte de electrones


En bioquímica, comprender cómo las células obtienen energía de los nutrientes es importante para entender conceptos más amplios en metabolismo y bioenergética. Un componente central de esta conversión de energía es la cadena de transporte de electrones (CTE), una serie de complejos ubicados en la membrana mitocondrial interna.

La CTE es la tercera etapa de la respiración celular después de la glucólisis y el ciclo de Krebs. En su núcleo, la CTE trata de transferir electrones a través de una serie de complejos proteicos. Esta transferencia crea un gradiente de protones que finalmente conduce a la producción de ATP, la principal moneda energética de la célula.

Conceptos básicos de la cadena de transporte de electrones

La cadena de transporte de electrones consta de cuatro complejos principales (numerados del I al IV) y dos portadores móviles: ubiquinona (coenzima Q) y citocromo c. Veamos cada componente:

Complejo I: NADH-CoQ reductasa

El Complejo I, o NADH-CoQ reductasa, es el primer paso de la cadena. Aquí, el NADH, generado en la glucólisis y el ciclo de Krebs, dona electrones. La reacción simplificada es:

NADH + H + + CoQ → NAD + + CoQH 2

Durante esta transferencia, se bombean cuatro protones (H +) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana.

Complejo I.Por quéqh2

Complejo II: succinato-CoQ reductasa

El Complejo II, o succinato deshidrogenasa, acepta electrones de otra molécula reducida, FADH2, del ciclo de Krebs. Este proceso no bombea protones, lo que lo distingue del Complejo I. La reacción es:

FADH2 + CoQ → FAD + CoQH2

El CoQH2 resultante transfiere electrones al Complejo III, continuando la cadena.

Complejo III: CoQH2-citocromo c reductasa

El Complejo III acepta electrones de CoQH2 y facilita la transferencia al citocromo c, un portador móvil. La principal reacción en este complejo es:

CoQH 2 + 2 citocromo c ox → CoQ + 2 citocromo c red

Nuevamente, en este paso se bombean cuatro protones hacia el espacio intermembrana.

Complejo IIIC

Complejo IV: citocromo c oxidasa

El Complejo IV, o citocromo c oxidasa, facilita el paso final. Aquí, los electrones del citocromo c son transferidos al oxígeno, que es el aceptor final de electrones. La reacción es la siguiente:

4 citocromo c red + O 2 + 8 H + → 4 citocromo c ox + 2 H 2 O + 4 H +

Este complejo bombea dos protones hacia el espacio intermembrana.

Síntesis de ATP mediante el gradiente de protones

El papel de la CTE es crear un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna. La energía potencial en este gradiente impulsa la síntesis de ATP por ATP sintasa, un motor molecular. Este proceso se conoce como quimiósmosis.

La ATP sintasa está incrustada en la membrana y permite que los protones fluyan de vuelta a la matriz. Este flujo convierte ADP y fosfato inorgánico (Pi) en ATP. La reacción principal es:

ADP + Pi + Energía → ATP + H 2 O

ATP Sintasa

Regulación y eficiencia

Toda la CTE opera con una eficacia notable, extrayendo aproximadamente 34 moléculas de ATP de cada molécula de glucosa metabolizada, dependiendo de los sistemas de transporte involucrados en la transferencia de electrones del NADH glucolítico.

La regulación de la CTE está estrictamente controlada y responde a la demanda energética de la célula. Altos niveles de ADP estimulan la CTE, mientras que altos niveles de ATP inhiben enzimas clave, asegurando el equilibrio.

Fisiopatología

La disfunción de la CTE puede tener consecuencias graves. Los defectos en cualquiera de los componentes pueden llevar a enfermedades llamadas trastornos mitocondriales. Estos están asociados con una disminución en la producción de ATP, lo que conduce a debilidad muscular y déficits neurológicos.

Conclusión

La cadena de transporte de electrones desempeña un papel vital en el metabolismo energético. Transfiere electrones de manera eficiente, creando un gradiente de protones que se utiliza para generar ATP mediante quimiósmosis. Comprender la CTE no solo es fundamental para la bioquímica, sino que también es importante para entender las enfermedades metabólicas.

A través de este resumen, hemos explorado la compleja naturaleza de la CTE y su papel central en el metabolismo energético celular. Su funcionalidad, regulación y posible disfunción resaltan su importancia tanto en la salud como en la enfermedad.


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