Glucólisis:
Glucólisis:
Reacción 1
La glucosa, se fosforila y rinde glucosa 6P (G6P), una molécula con mayor energía. La enzima
responsable de la reacción, una quinasa (hexoquinasa) consume una molécula de ATP y libera ADP. La
misma hexoquinasa fosforila otras hexosas como fructuosa, galactosa y manosa.
Glucosa + ATP G6P + ADP
Es irreversible, es decir la los productos (G6P y ADP) no liberan los reactivos (Glucosa y ATP).
La fosforilación de la glucosa tiene ventajas para la célula: la G6P es más reactiva que la glucosa y a
diferencia de ésta no atraviesa la membrana celular porque no tiene transportador. De esta forma se evita
la pérdida de un sustrato energético para la célula.
Reacción 2
La G6P se isomerisa a fructosa-6-fosfato (F6P) por acción de una isomerasa, que facilita la isomerización
de estas hexosas en los dos sentidos: de F6P a G6P o de F6P a G6P, la reacción es reversible. G6P ↔ F6P
Reacción 3
Consiste en la fosforilación de la F6P en el C1, que rinde fructosa 1,6-bifosfato (F1-6P). En esta reacción,
catalizada por otra quinasa, la fosfofructoquinasa (FFQ), se consume ATP. Esta enzima merece especial
atención porque, como se mencionará más adelante, participa en la regulación de la glucólisis.
F6P + ATP F1-6P + ADP
Esta reacción, al igual que la primera, es irreversible, y ambas constituyen pasos importantes porque son
los puntos de control de la glucólisis.
Reacción 4
En esta reacción la F1-6P se rompe en 2 moléculas de 3 carbonos (triosas): la dihidroxiacetona 3-fosfato
(D3P) y gliceraldehído 3-fosfato (GA3P) mediante una reacción reversible catalizada por una liasa
(aldolasa). F1-6P ↔ GA3P + D3P
Reacción 5
El GA3P sigue los pasos de la glucólisis, la otra triosa generada, D3P, por isomerización produce otra
molécula de GA3P. La reacción es reversible, y está catalizada por una isomerasa.
GA3P + D3P ↔ 2 GA3P
Éste es el último paso de la Fase con gasto de energía en la que se consumieron 2 ATP.
• Así, en el cuarto paso se genera una molécula de GA3P, y en el quinto paso se genera la
segunda molécula de éste. De aquí en adelante, las reacciones ocurrirán dos veces, debido a
que se generan dos moléculas de GA3P por hexosa.
• Hasta el momento solo se han consumido 2ATP, sin embargo, en la segunda etapa, el GA3P se
transforma en una molécula de alta energía, a partir de la cual se obtendrá el beneficio final de 4
moléculas de ATP.
Fase de obtención de energía
Reacción 6
Consiste en la oxidación del GA3P e incorporación de un fosfato a la molécula, de manera que se genera
un compuesto con mayor energía. En este paso, que en realidad implica dos reacciones, actúa una
deshidrogenasa que utiliza NAD+
y se genera NADH.H. Se verá al finalizar la descripción de la vía, cómo
y por qué es necesario reoxidar este cofactor.
GA3P + P + NAD+ 1,3-bisfosfoglicerato + NADH.H
Reacción 7
En este paso el grupo fosfato del 1,3-bifosfoglicerato se transfiere a una molécula de ADP, por una
quinasa, generando así la primera molécula de ATP de la vía. Esta manera de obtener ATP, en la que no
participa la cadena respiratoria, se denomina fosforilación a nivel de sustrato.
1,3-bisfosfoglicerato + ADP 3-fosfoglicerato + ATP
Como la glucosa se transformó en 2 moléculas de GA3P se sintetizan un total de 2 ATP en este paso.
Las reacciones 6 y 7 de la glucólisis corresponden a un caso de acoplamiento, donde una reacción
energéticamente desfavorable (6) es seguida por una reacción muy favorable energéticamente (7) que
induce a que ocurra la primera (figura 2).
Reacción 8
Consideramos aquí a dos reacciones sucesivas, de las cuales una, la isomerización del 3-fosfoglicerato a
2-fosfoglicerato, no aparece representada en la figura 2 y la otra corresponde a la transformación del 2-
fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato (PEP), por acción de la enolasa.
2-Fosfoglicerato PEP + H2O
Reacción 9
En la última reacción, irreversible, se desfosforila el PEP y se obtiene piruvato y ATP. La transferencia
del grupo fosfato del PEP al ADP la cataliza una quinasa (piruvato quinasa). Es la segunda fosforilación a
nivel de sustrato: se fosforila el ADP a ATP independientemente de la cadena respiratoria.
PEP + ADP Piruvato + ATP
Como se observa, el oxígeno no es necesario en ninguna reacción de la glucólisis; la vía ocurre en
células aerobias y fermentativa
Ciclo de Krebs:
adolf krebs descubríó una serie de reacciones de oxidación-reducción que fueron conocidas como ciclo de krebs.El ciclo tiene lugar en la matriz mitocondrial en las células eucariotas,constituido por un conjunto de recciones que producen la oxidación completa del acetli-coenzima A hasta moléculas de CO2.Las coenzimas NAD+ y FAD recogen los electrones y se reducen a NADH y FADH2.Estos electrones serán cedidos a una cadena de transporte electrónico regenerándose el NAD+ y FAD para que continúe el ciclo de Krebs.ETAPAS:1-cítrico(entra Acetil CoA+CH3-CO-SCoA y sale CoA)2-isocítico3-?-cetoglutárico(entra NAD+ y sale NADH + H+)4 y 5-succínico(entra GDP+Pi y sale GTP,entra NAD+ y sale NADH+H7,sale CO2)6-fumárico(entra FAD y sale FADH2)7-málico(entra H2O)8-oxalacético(entra NAD+ y sale NADH + H+)
FUNCIONES
:1-oxidación del acetil-CoA hasta 2CO2.2-obtención de poder reductor NADH y FADH2.3-obtención de energía en forma GTP.4-obtención de precursores metabólicos para la síntesis de sustancias orgánicas.
BALANCE
Acetil-CoA+3NAD+ +FAD+GDP+Pi+ 2H2O?2CO2+3NADH+3H+ +FADH2+GTP+CoA
Cadena respiratoria
se localiza en la membrana interna mitocondrial,y está formada por un conjunto de enzimas y coenzimas encadenadas. Estas moléculas son capces de oxidarse y reducirse cediendo y aceptando electrones procedentes de las coenzimas reducidas obtenidas en el ciclo de Krebs y en las reacciones de entrada en la mitocondria.Los NADH que se forman en el citoplasma durante la glucólisis no pueden atravesar la membrana interna mitocondrial.Para poder ceder los electrones a la cadena respiratoria utilizan utilizan unos sistemas lanzadera.Hay dos sistemas:el del glicerol-fosfato(G3P)que cede elctrones al FAD mitocondrial y la lanzadera del malato-oxalacetato que cede los electrones al NAD+ mitocondrial.Los integrantes de la cadena transportadora se agrupan constituyendo 4 complejos que forman parte de la membrana interna mitocondrial:-Complejo 1(NADH deshidrogenasa)-Complejo2(Succinato deshidrogenasa)Complejo3(Citocromo b-c1)
Complejo4(citocromo-oxidasa)
Fosforilación oxidativa:
es la fuente de obtención de energía de la célula.Es el proceso de síntesis de moléculas de ATP ligado al transporte de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial.La energía liberada en estas reacciones de oxidación-reducción es utilizada para dirigir la síntesis de ATP a partir del ADP.La transferencia de electrones desde el NADH hasta el O2 es una reacción que desprende mucha energía por cada par de electrones transferidos.El mecanismo de acoplamiento del transporte de electrones a la generación de ATP se explica mediante la teoría quimiosmótica
.La matriz mitocondrial es electronegativa,mientras el espacio intermembranoso es electropositivo.Se trata de un gradiente electroquímico,los protones solo pueden atravesar la membrana a través de un canal de proteínas.Esto permite aprovechar la energía del gradiente electroquímico,y que sea convertida en ATP,mediante la intervención del complejo ATP-sintetasa.Por cada par de electrones que se transfieren desde el NADH,se sintetizan 3ATP,mientras que por cada par de electrones que lo hacen desde el FADH2,se sintetizan 2ATP.
Vía aerobia:
la glucosa se va a degradar oxidativamente,transformándose en 2 moléculas de ácido pirúvico mediante la glucólisis aprovechando el alto contenido energético que todavía tiene el piruvato lo oxidan totalmente en la mitocondria hasta convertirlo en CO2 y H2O.El rendimiento energético que se obtiene es de 36-38 moléculas de ATP.Las etapas son:Glucólisis,reacciones de entrada a la mitocondria,ciclo de krebs,cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.
Vía anaerobia:
algunos organismos como ciertas bacterias utilizan otra vía de degradación del piruvato,en ausencia de oxigeno.Este se reduce a etanol utilizando los NADH de la glucólisis.El rendimiento energético produce los 2 ATP por fosforilación a nivel de sustrato en la glucólisis.
B-Oxidación:
proceso catabólico en él que los ácidos grasos sufren remoción de un par de átomos de carbono en cada ciclo de la oxidación hasta el ácido graso se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA. Estas pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y las coenzimas reducidas NADH y FADH2 sirven como donadores de electrones en la cadena respiratoria. La oxidación beta tiene lugar en la matrix interior de las mitocondrias y se compone de 4 pasos por ciclo.
La β-oxidación consiste en 4 pasos cuyos productos finales son una molécula de acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs como parte de la respiración celular, y una molécula de acil-CoA que ahora es 2 átomos de carbono más corta que antes. Además se producen una molécula de FADH2 y una de NADH/H+ que ingresan en la cadena respiratoria para obtención directa de ATP.
El ácido graso recurre estas 4 reacciones tantas veces que sea necesario; es decir hasta que se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA. En cada ciclo pierde un par de átomos de carbono, por lo que depende del largo de la cadena alifática del ácido graso cuántos acetil-CoA se obtienen a través de él.
(1) Oxidación. La enzima acil-CoA-deshidrogenasa forma un doble enlace en el acil-CoA entre el átomo C-2 (carbono α) y el átomo C-3 (carbono β). Como agente oxidante sirve el FAD.
(2) Hidratación del doble enlace entre C-2 y C-3 por la enzima enoil-CoA-hidratasa.
(3) Oxidación. La enzima hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa convierte el grupo hidroxilo (–OH) en un grupo cetona (=O). Como agente oxidante sirve esta vez NAD+.
(4) Tiólisis. Este paso consiste en la separación del 3-cetoacil-CoA por el grupo tiol de otra molécula de CoA. El tiol es insertado entre C-2 y C-3, reacción que es catalizada por una tiolasa.