Donación y aceptación de electrones – maniquíes

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Por Jennifer Stearns, Michael Surette

Las sustancias tienen diferentes tendencias a donar o aceptar electrones. Cuando un buen donante se encuentra con un gran aceptador, la reacción química libera mucha energía. El oxígeno (O2) es el mejor aceptador de electrones y se utiliza en muchas reacciones aeróbicas (reacciones con oxígeno). El gas hidrógeno (H2) es un buen donante de electrones.

Cuando se combinan O2 y H2, junto con un catalizador, se forma agua (H2O). Este ejemplo de una reacción redox se puede escribir así:

Una reacción redox es aquella en la que todos los casos de oxidación y reducción ocurren en pares.

Note que la reacción tiene que equilibrarse – el número total de átomos de hidrógeno y oxígeno en un lado de la reacción es el mismo que el número en agua en el otro lado. Equilibrar la reacción redox es crucial para todas las reacciones bioquímicas en la célula y puede crear retos interesantes para los microorganismos que viven en ambientes anaeróbicos (ambientes sin oxígeno).

El oxígeno y el hidrógeno se encuentran en ambos extremos del espectro de los receptores y donantes de electrones, pero hay muchas sustancias en el medio que pueden aceptar fácilmente electrones en una situación y donarlos en otra.

Las células necesitan muchos donantes de electrones primarios y receptores finales de electrones para el número de reacciones químicas que se producen todo el tiempo. En realidad, no siempre hay cantidades ilimitadas de donantes y aceptadores de electrones.

Y aquí es donde entran los portadores de electrones. Estas moléculas pequeñas y convenientes van aceptando electrones y protones (H+), que luego donan a otra reacción. La figura muestra NAD+/NADH, que es un portador de electrones que se reduce (a NADH) en una reacción y después se oxida (a NAD+) en otra reacción.

Los portadores de electrones como éste ayudan a aumentar la productividad de la célula al vincular donantes y aceptantes redox incompatibles; debido a que son reciclados una y otra vez, la célula sólo necesita una pequeña cantidad de cada uno.

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