Dica do autor: Durante a fosforilação oxidativa, a cadeia transportadora de elétrons bombeia prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana, criando um gradiente eletroquímico de prótons — também conhecido como força próton-motriz. Esse gradiente possui dois componentes complementares: o gradiente químico (diferença de concentração de H⁺) e o gradiente elétrico (diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana interna). A ATP sintase (Complexo V) é a única estrutura que utiliza diretamente essa energia, permitindo que o retorno dos prótons à matriz gere mudanças conformacionais nas suas subunidades catalíticas, promovendo a fosforilação do ADP em ATP. Esse mecanismo, descrito no modelo quimiosmótico de Peter Mitchell, é fundamental para o metabolismo celular, convertendo energia eletroquímica em energia química disponível para os processos biológicos.

Alternativa A: INCORRETA. A oxidação do NADH ocorre no Complexo I, onde os elétrons são transferidos para a ubiquinona e prótons são bombeados para o espaço intermembrana. Essa etapa contribui para a formação do gradiente, mas não o consome diretamente para realizar trabalho.

Alternativa B: INCORRETA. A formação de citocromo reduzido acontece durante o transporte sequencial de elétrons, especialmente nos Complexos III e IV. Essa reação é parte da geração do gradiente de prótons e não um processo que utilize a energia acumulada nele.

Alternativa C: CORRETA. A síntese de ATP é o único processo listado que depende diretamente do gradiente eletroquímico de prótons. Os H⁺ retornam à matriz através da ATP sintase, liberando energia que é convertida em energia química na ligação fosfato de alta energia do ATP.

Alternativa D: INCORRETA. A redução do oxigênio molecular no Complexo IV é o passo final do transporte de elétrons, formando água. Embora esteja acoplada ao bombeamento de prótons, essa etapa não utiliza o gradiente para ocorrer — ela participa de sua formação.

Alternativa E: INCORRETA. O transporte de elétrons pela ubiquinona (CoQ) ocorre entre os Complexos I/II e III. Essa função é intermediária na geração do gradiente de prótons, mas não consome a energia dele para realizar síntese de ATP ou outro trabalho.

Resposta correta: Alternativa C

Referências:

• Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York: Garland Science; 2002.
• Nelson, D. L., Cox, M. M. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th ed. New York: W.H. Freeman and Company; 2017.