¿Qué es la fuerza motriz de los protones?

Escrito por John Brennan ; última actualización: February 01, 2018
Los protones son partículas subatómicas que se encuentran en el núcleo de los átomos.

Las células de tu cuerpo generan energía a partir de las moléculas de los alimentos a través de un proceso llamado respiración celular. Parte de este proceso consiste en protones que son bombeados a través de una membrana, para crear una fuerza motriz protónica, que pueden dirigir la síntesis de otro tipo de molécula.

Características

La última etapa de la respiración celular tiene lugar en el interior de pequeños sacos rodeados de membrana llamados mitocondrias. Las proteínas incrustadas en las membranas interiores forman parte de una cadena de transporte de electrones; las moléculas llamadas NADH y FADH2 donan electrones a la cadena, y cada proteína en la cadena le pasa electrones a la siguiente proteína en la cadena, utilizando la energía liberada para bombear un ion de hidrógeno través de la membrana. Puesto que los átomos de hidrógeno tienen un solo protón, un ion de hidrógeno es esencialmente un protón solitario, aunque los iones de hidrógeno en el agua en realidad se unen a las moléculas de agua para formar iones de hidronio (H3O +) en lugar de permanecer independientes.

Efectos

Las moléculas y los iones en solución se difuminan o propagan de las zonas de alta concentración a áreas de baja concentración. Para ver este principio en acción, prueba añadiendo una gota de colorante en un vaso de agua: el color poco a poco se extenderá por todo el vaso. Al bombear protones (iones de hidrógeno) a través de la membrana interna, la cadena de transporte de electrones crea un gradiente de concentración, donde los iones de hidrógeno cargados positivamente están más concentrados fuera de la membrana de lo que están por dentro. Los iones "quieren" propagarse hacia el otro lado, pero no pueden atravesar la membrana. Esta diferencia en la concentración se llama la fuerza motriz de los protones.

Función

La mitocondria utilizan la fuerza motriz de los protones para sintetizar una molécula llamada trifosfato de adenosina o ATP, cuyas células pueden utilizarse para alimentar otros procesos. Una proteína llamada ATP sintasa está incrustada en la membrana interna de las mitocondrias. Mientras los iones de hidrógeno se acumulan fuera de la membrana interna, empiezan a fluir a través de un conducto proporcionado por la ATP sintasa.

Referencias

  • "Biology, 8th Edition"; Neil Campbell, Jane Reece, Lisa Urry, Michael Cain, Steven Wasserman, Peter Minorsky, Robert Jackson; 2008 (Biología, 8º edición)

Sobre el autor

Based in San Diego, John Brennan has been writing about science and the environment since 2006. His articles have appeared in "Plenty," "San Diego Reader," "Santa Barbara Independent" and "East Bay Monthly." Brennan holds a Bachelor of Science in biology from the University of California, San Diego.

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