Lectura 6

EL PRIMER PROCESO CELULAR BIOENERGÉTICO: GENERACIÓN PRIMITIVA DE LA FUERZA PROTÓN-MOTRÍZ

ARTHUR L. KOCH Y THOMAS M. SCHMIDT



Se ha propuesto que el sistema de transducción de energía del primer organismo celular, fue impulsado por la oxidación del sulfato de hidrógeno y el sulfato férrico a pirita de fierro y 2 protones. El gradiente de protones resultante a través de la membrana provee una fuerza protón-motríz, es decir energía para hacer todo tipo de trabajo. Los reactantes propuestos son parte de la composición que se cree que pudo haber tenido la atmósfera de la Tierra primitiva.

La vida tiene varias características como la propagación y energía de transducción. Gracias a las mutación-replicación-selección propuestas por Darwin, se pudo incrementar la eficiencia de procesos anteriores. Este tipo de evolución comenzó cuando los productos de los genes fueron segregados tanto a vesículas lipídicas como al sustrato mineral.

Se ha propuesto que los mecanismos iniciales fueron la respiración, fotosíntesis o fosforilación del sustrato. Aunque en organismos actuales la fuerza protón-motríz es generado por el flujo de electrones gracias a la cadena respiratoria, fotosíntesis o actividad de ATPasa.
Otra hipótesis es que la quinona reducida carga con ella protones, la cual tiene actividad tanto fuera como dentro de la célula. En varios organismos actuales, la fuerza protón-motríz es generada también por reacciones redox.

Entonces si varias reacciones necesitan entrada y/o salida de electrones, sólo necesitan reacciones de reducción de un lado de la memebrana y de oxidación en el otro lado.

Los autores proponen que lso electrones son intermediarios pero el hidrógeno molecular no.
La reducción del CO2 en la metanogénesis y la reducción del sulfato como ha sido practicado por los organismos actuales son procesos evolutivos y avanzados: tienen muchas etapas, muchos cofactores, y la membrana, muchas funciones especializadas. Ellos creen que la mayoría de los organismos tienen restos de la forma de generación de energía primitiva, ya que todos generan fuerza protón-motríz por un flujo de electrones, interno.