Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2023

a) En una célula vegetal, ¿en qué dos orgánulos se produce la síntesis de la mayor parte del ATP?
b) ¿Qué tienen en común y en qué se diferencian los procesos de síntesis de ATP en ambos orgánulos?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{En}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{vegetal,}}\mathbf{\text{¿en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulos}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ATP?}}$

En la mitocondria y en el cloroplasto.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{com}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{diferencian}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ATP}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ambos}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulos?}}$

Lo que tienen en común es el mecanismo, que es exactamente el mismo: la teoría quimiosmótica de Mitchell.

En los dos casos una cadena de transporte de electrones situada en una membrana interna va cediendo electrones de un transportador a otro, y la energía liberada se emplea para bombear protones de un compartimento al otro, generando un gradiente electroquímico. Los protones vuelven después a favor de gradiente a través de una ATP-sintasa, y es esa corriente la que permite fosforilar el ADP. Ambos orgánulos tienen, además, doble membrana, DNA circular propio y ribosomas $70S$, consecuencia de su origen endosimbiótico.

Las diferencias son cuatro.

La primera es el origen de los electrones y la fuente de energía: en la mitocondria proceden del NADH y el ${\text{FADH}}_2$ obtenidos al oxidar la materia orgánica, y el proceso se llama fosforilación oxidativa; en el cloroplasto los aporta el agua y quien los excita es la luz, y el proceso se llama fotofosforilación.

La segunda es el aceptor final: en la mitocondria es el oxígeno, que se reduce a agua; en el cloroplasto es el ${\text{NADP}}^{+}$, que se reduce a NADPH, y el oxígeno no se consume sino que se desprende.

La tercera es la localización y el sentido del bombeo: en la mitocondria los protones pasan de la matriz al espacio intermembranoso; en el cloroplasto, del estroma al interior del tilacoide.

Y la cuarta es el destino del ATP: el de la mitocondria se exporta y abastece a toda la célula, mientras que el del cloroplasto se consume allí mismo, en el estroma, para fijar el ${\text{CO}}_2$ en el ciclo de Calvin.