Glucólisis
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Glucólisis. Del griego glycos:azúcar y lysis: ruptura. Es el primer paso de la respiración, es una secuencia compleja de reacciones que se realizan en el citosol de la célula y por el cual la molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ác. pirúvico.
Es el ciclo metabólico más difundido en la naturaleza, también se lo conoce como ciclo de Embden-Meyerhof . Se lo encuentra en los cinco reinos. Muchos organismos obtienen su energía únicamente por la utilización de este ciclo. El mismo esta catalizado por 11 enzimas que se encuentran en el citoplasma de la célula pero no en las mitocondrias.
Sumario
Funciones
- La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).
- La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.
- La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.
Etapas de la glucólisis
Primer paso: El ATP reacciona exergónicamente con la glucosa desprendiéndose un grupo fosfato que se ensambla con el glúcido para producir glucosa 6 - fosfato y ADP. El número "6" indica que el grupo fosfato se ha combinado con el carbono 6 de la glucosa, donde parte de la energía liberada por la reacción se conserva. Esta reacción es catalizada por una enzima, la hexoquinasa,que en el caso de los hepatocitos y las células β del páncreas es una izoenzima denominada glucoquinasa.
Segundo Paso: La molécula se reorganiza con ayuda de la enzima fosfoglucoisomerasa, por lo que el anillo hexagonal se transforma en el anillo pentagonal de la fructosa (la que contiene la misma cantidad de carbonos pero ubicados de otra manera) quedando el grupo fosfato en el mismo carbono por lo que se obtiene fructosa 6 - fosfato. La reacción puede desarrollarse en ambas direcciones pero está predispuesta en un sentido determinado por la acumulación de la glucosa 6 - fosfato y la eliminación de la fructosa 6 - fosfato al continuar la glucólisis.
Tercer Paso: Es similar al primer paso ya que la fructosa 6 - fosfato gana un segundo grupo fosfato mediante la intervención de una nueva molécula de ATP. El fosfato adicional se enlaza con el primer carbono y produce fructosa 1,6 - difosfato enuna reacción catalizada por una enzima alostérica, la fosfofructoquinasa, donde el ATP es un efector alostérico que la inhibe. La interacción entre ambos es el principal mecanismo regulador de la glucólisis. Si existe ATP en cantidades adecuadas para la vida normal de la célula, este inhibe la actividad de la enzima cesando la producción de ATP mientras que se conserva glucosa. Si la concentración de ATP es baja, la enzima se desinhibe y continúa la degradación de la glucosa.
Cuarto paso: La molécula de azúcar se escinde (divide) con la ayuda de la enzima aldolasa en dos moléculas de tres carbonos cada una: la dihidroxiacetona fosfato y el gliceraldehído-3-fosfato. Ambas moléculas son isómeros que pueden transformarse una en otra por acción de una enzima isomerasa, la triosa fosfato isomerasa, pero en vista que el gliceraldehído-3-fosfato se utiliza posteriormente, toda la dihidroxiacetona fosfato se convierte eventualmente en gliceraldehído-3-fosfato. A partir de este punto en las reacciones debemos multiplicar por dos los productos obtenidos para tener en cuenta el destino de una molécula de glucosa.
Quinto Paso: Cada gliceraldehído-3-fosfato se oxida, con ayuda de la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa se transfiere un hidrógeno y su electrón, así reduce al NAD+ para que acepte el hidrógeno y se transforme en NADH. Esta es la primera reacción en la que la célula obtiene energía conservándose parte de ella en la unión de un grupo fostafo con el carbono 1 de la molécula gliceraldehído-3-fosfato, el que se transforma en 1,3 difosfoglicerato.
Sexto Paso: Ese fosfato se libera de la molécula de difosfoglicerato con ayuda de la enzima fosfoglicerato quinasa y se emplea para volver a cargar una molécula de ADP (no olvidar que son dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa). Como esta reacción es muy exergónica arrastra a todas las reacciones para que avancen.
Séptimo paso: El grupo fosfato remanente se transfiere de la posición 3 a la 2 mediante la acción enzimática de la fosfoglicerato mutasa, obteniéndose como resultado el glicerato 2-fosfato.
Octavo paso: Se retira una molécula de agua del compuesto de tres carbonos. Mediante este reordenamiento interno de la molécula (y con ayuda de la enzima enolasa) concentra energía en la vecindad del grupo fosfato.
Noveno paso: El fosfato se transfiere a una molécula de ADP y forma otra molécula de ATP (recordar que se obtienen dos) y finalmente tenemos al ácido pirúvico. Esta reacción (catalizada por la piruvato quinasa) también es muy exergónica, de modo que arrastra a las dos reacciones precedentes.
La glucólisis está muy regulada por sustrato, se activa con altas concentraciones de glucosa y se inactiva con el aumento de concentración de los productos de cada enzima. A nivel hormonal la insulina activada por la glucosa activa también la glicolisis.
Así que de una molécula de glucosa se tienen dos moléculas de ácido pirúvico, dos moléculas de ATP (se invierten dos moléculas de ATP y se obtienen cuatro) y dos moléculas de NADH. glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + NAD+ ——® 2 ácido pirúvico + 2 ADP + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
En presencia de oxígeno, la etapa siguiente a la degradación de la glucosa entraña la oxidación del ácido pirúvico a dióxido de carbono (CO2) y agua en un proceso denominado respiración celular aeróbica. Desde el punto de vista enzimático, producir glucosiliosas desde lacticosinidas cuesta más de lo que produjo su degradación fosfórica.
Producción de glucosa
La gluconeogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de nueva glucosa a partir de precursores no glucosídicos (lactato, piruvato, glicerol y algunos aminoácidos). Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en la corteza renal. Es estimulada por la hormona glucagón, secretada por las células α (alfa) de los islotes de Langerhans del páncreas y es inhibida por su contrarreguladora, la hormona insulina, secretada por las células β (beta) de los islotes de Langerhans del páncreas, que estimula la ruta catabólica llamada glucogenólisis para degradar el glucógeno almacenado y transformarlo en glucosa y así aumentar la glicemia (azúcar en sangre).
Glucólisis en plantas
Las plantas tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis, y entre los subproductos de este proceso está la glucosa. Esta es usada por las plantas, entre muchas cosas, como fuente de energia en el proceso de respiración, el cual a diferencia de la fotosíntesis es ejecutado independientemente de la luz. Al respirar las plantas absorben oxígeno del aire y expulsan dióxido de carbono y vapor de agua. El intercambio de sustancias lo realizan las estomas; aberturas que actúan como compuertas en las plantas que además tienen la caracteristica de cerrarse ante un descenso excesivo del vapor atmosférico.
Fuentes
- rincondelvago.com
- soko.com.ar Enlace caído
- www.fagro.edu.uy Enlace caído
- www.biologia.edu.ar Enlace caído
- canal-h.net Enlace caído
- http://www.nld.df.uba.ar/biofisica/glycolysis/glycolysis.html www.nld.df.uba.ar] Enlace caído
- es.wikipedia.org
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