¿Qué es el dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD)?

Importancia del dinucleótido de nicotinamida adenina

Dinero: en este mundo, los dólares y los centavos son formas importantes de moneda que puede cambiar por algo que desee. Si quieres una hamburguesa tienes que pagar una cierta cantidad de dólares y centavos por la hamburguesa.

En la célula, la moneda no son dólares y centavos, sino moléculas. En particular, para la respiración y la energía, la moneda son los electrones y el hidrógeno. Para producir energía, la célula debe utilizar electrones e hidrógeno. Pero, ¿cómo obtiene la célula los electrones y el hidrógeno que necesita para producir y almacenar energía?

Ahí es donde entran los portadores de electrones, los portadores de dinero celular. Uno de estos portadores se llama dinculeótido de nicotinamida y adenina o NAD + para abreviar. NAD + es un importante transportador de hidrógeno y electrones para la célula y es esencial para la producción continua de energía (ATP) por parte de las mitocondrias.

Estructura de NAD +

La vitamina B3 es utilizada por la célula para formar parte de la molécula NAD +.

El ATP , que se conoce científicamente como trifosfato de adenosina , se usa para formar otra porción de la molécula.

La parte importante de NAD +, la parte que retiene la moneda celular, proviene de la parte de la molécula formada a partir de la vitamina B3. NAD + es capaz de aceptar y transportar hidrógeno y dos electrones.

Cuando actúa como portador de dinero celular, el nombre cambia de NAD + a NADH , que es la forma reducida de dinucleótido de nicotinamida y adenina, debido al H adicional adjunto.

Función de NAD + / NADH

NAD + actúa como aceptor de electrones e hidrógeno y NADH actúa como donante de hidrógeno y electrones. Puede pensar en ello como NAD + toma el dinero y NADH lo regala. Entonces, ¿cuándo NAD + toma dinero y cuándo NADH lo regala, y por qué lo regala?

Veamos primero por qué NADH regala el dinero que recauda. La célula necesita energía para sobrevivir y, para producir energía, se necesitan el hidrógeno y los electrones que desprende el NADH. Entonces, el NADH es importante en la respiración celular, que es donde se produce la energía. NADH da dos electrones a la cadena de transporte de electrones (ETC) y permite que el hidrógeno se utilice para ayudar a mover los electrones a lo largo del ETC. Hay diferentes grupos de moléculas llamados complejos que mueven electrones e hidrógeno. El primero se llama Complejo I. Es en este complejo donde NADH regala 2 electrones y un hidrógeno.

En los casos en que NADH no pueda llegar al ETC, se puede usar de manera diferente. Durante la fermentación se utiliza para producir etanol y se puede utilizar para formar ácido láctico en condiciones de bajo oxígeno.

Entonces ahora sabemos dónde y por qué NADH regala el dinero, pero ¿cómo obtiene el dinero para regalar? Aquí es donde entra en juego NAD +.

Durante el proceso de glucólisis , donde se descompone la glucosa, se libera energía en forma de electrones. Sin nada allí para aceptar estos electrones, la energía liberada probablemente terminaría como calor. Una molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de piruvato. En esta reacción, NAD + acepta electrones e hidrógeno, por lo que se forman dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa.

Las dos moléculas de piruvato se cambian aún más y se hacen para formar dos acetil-CoA, un proceso llamado oxidación de piruvato . Durante este proceso, el NAD + recoge más electrones e hidrógeno.

La acetil-CoA es una molécula muy importante para la célula y se puede utilizar por diversas vías. Una vía principal es el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Kreb. Por cada vuelta del ciclo del ácido cítrico, 3 NAD + recolectan electrones y forman 3 NADH. Si ambos acetil-CoA formados a partir de la oxidación del piruvato pasan por el ciclo del ácido cítrico, la célula puede terminar con 6 NADH.

Esto significa que a partir de una molécula de glucosa, se pueden formar 10 NADH y utilizarlos para producir energía.

NAD + también puede recolectar electrones de una vía que descompone los ácidos grasos. Para cada ciclo de la vía, solo se produce un NADH. Aun así, debido a que los ácidos grasos son moléculas grandes y se necesitan varios ciclos para descomponerlos, se puede producir una buena cantidad de NADH y, finalmente, utilizarla para producir energía.

Otras funciones de NAD + / NADH

NAD + no solo puede actuar como un portador de electrones e hidrógeno para la producción de ATP, sino que también puede usar esa capacidad para ayudar a que funcionen las enzimas (proteínas que aceleran las reacciones químicas). De esta forma, NAD + / NADH pueden actuar como lo que se denominan coenzimas . Es decir, ayudan a las enzimas con su trabajo.

Además, NAD + también ayuda a las plantas a capturar nitrógeno en un proceso llamado fijación de nitrógeno. La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire y las plantas necesitan nitrógeno del aire para muchos procesos. Para captar nitrógeno, las plantas necesitan un portador de hidrógeno y electrones y pueden encontrarlo en NAD +.

Resumen de la lección

El dinucleótido de nicotinamida y adenina ( NAD + ) es una molécula formada a partir de vitamina B3 y ATP que actúa como molécula portadora de electrones e hidrógeno. NAD + se convierte en NADH cuando se agregan dos electrones y un hidrógeno a la molécula. Una molécula de glucosa puede formar 10 moléculas de NADH. NAD + acepta electrones e hidrógeno durante los procesos de glucólisis, oxidación del piruvato y ciclo del ácido cítrico, así como la degradación de los ácidos grasos. El NADH se usa para producir ATP (energía) dando al Complejo I del ETC en las mitocondrias los electrones y el hidrógeno que ha recolectado. También se puede utilizar para producir ácido láctico o, durante la fermentación, etanol. NAD + / NADH también puede actuar como coenzima y ayuda en la captura de nitrógeno para plantas.