La fosforilación oxidativa ocurre en:
a) Las crestas de la mitocondria
b) La matriz mitocondrial
c) El citosol
d) El núcleo
e) La grana
Resolución:
Antes de responder a la pregunta sobre dónde ocurre la fosforilación oxidativa, es fundamental entender algunos conceptos básicos sobre la célula y su metabolismo. Las células eucariotas, que son aquellas que componen a los organismos multicelulares como los humanos, tienen organelos especializados que realizan funciones específicas y una de las más importantes es la producción de energía. La mitocondria es conocida como la "casa de energía" de la célula porque es el lugar donde ocurre el proceso de producción de la mayor parte del ATP (adenosín trifosfato), la molécula energética por excelencia en los seres vivos.
La fosforilación oxidativa es la última etapa de la respiración celular, un proceso metabólico que tiene como objetivo producir ATP a partir de la energía liberada durante la oxidación de nutrientes. La respiración celular se divide en varias etapas: la glucólisis, que ocurre en el citosol; el ciclo de Krebs, que tiene lugar en la matriz mitocondrial; y la cadena de transporte de electrones junto con la fosforilación oxidativa, que ocurren en las crestas de la mitocondria.
Las crestas mitocondriales son invaginaciones de la membrana interna de la mitocondria. Estas invaginaciones aumentan la superficie disponible para los procesos metabólicos que ocurren en esta área. La membrana interna de la mitocondria es el sitio donde se encuentran los componentes de la cadena de transporte de electrones, que son complejos proteicos que facilitan el flujo de electrones y la generación de un gradiente de protones (H+).
Durante la fosforilación oxidativa, los electrones son transportados a través de una serie de complejos en la cadena de transporte de electrones. A medida que los electrones pasan por estos complejos, se libera energía, la cual es utilizada para bombear protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana. Este bombeo de protones genera un gradiente electroquímico, conocido como fuerza protón-motriz, a través de la membrana interna mitocondrial.
La acumulación de protones en el espacio intermembrana crea una diferencia de concentración y de carga eléctrica a través de la membrana interna. Los protones tienden a regresar a la matriz mitocondrial debido a este gradiente, y lo hacen a través de un complejo llamado ATP sintasa. La ATP sintasa es una proteína de canal que utiliza la energía liberada por el flujo de protones para sintetizar ATP a partir de ADP (adenosín difosfato) y fosfato inorgánico. Este proceso es lo que se denomina fosforilación oxidativa.
Por lo tanto, la respuesta correcta a la pregunta sobre dónde ocurre la fosforilación oxidativa es la opción a) Las crestas de la mitocondria. Esto se debe a que es en esta ubicación donde se lleva a cabo tanto el transporte de electrones a través de la cadena como la síntesis de ATP por la ATP sintasa. Las otras opciones mencionadas en la pregunta corresponden a diferentes localizaciones celulares donde ocurren otros procesos metabólicos. Por ejemplo, la matriz mitocondrial es el sitio del ciclo de Krebs, el citosol es donde ocurre la glucólisis, y el núcleo y la grana (que son parte de los cloroplastos en las células vegetales) no están directamente involucrados en la fosforilación oxidativa.
