Glucólisis: Proceso Metabólico

Glucólisis

• La glucólisis es la degradación o metabolización del azúcar.
• Tiene lugar en el citoplasma de todas las células del cuerpo.
• La glucólisis es una vía metabólica que oxida la glucosa para obtener energía (ATP).
• La glucólisis consta de 10 reacciones enzimáticas que convierten la glucosa en dos moléculas de piruvato.

Etapas de la glucólisis

• Paso 1: La glucosa entra en la célula y se fosforila, convirtiéndose en glucosa 6-fosfato.

  • Esto evita que la glucosa salga de la célula.
  • Las enzimas que catalizan esta reacción son la hexoquinasa (en todas las células) y la glucoquinasa (en el hígado y las células beta del páncreas).
  • Ambas enzimas utilizan ATP como fuente de energía.

• Paso 2: La glucosa 6-fosfato se convierte en fructosa 6-fosfato.

  • La enzima que cataliza esta reacción no es importante para el proceso.

• Paso 3: La fructosa 6-fosfato se convierte en fructosa 1,6-bifosfato.

  • Esta es una reacción clave regulada por la fosfofructoquinasa 1 (PFK1).
  • PFK1 utiliza ATP como fuente de energía.
  • El ATP inhibe a la PFK1.
  • Cuando hay mucho ATP, la PFK1 se inhibe y se reduce la producción de glucosa.

• Paso 4: La fructosa 1,6-bifosfato se divide en dos moléculas: dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato.

• Paso 5: La dihidroxiacetona fosfato se convierte en gliceraldehído 3-fosfato.

• Paso 6: El gliceraldehído 3-fosfato se convierte en 1,3-bifosfoglicerato.

  • La enzima que cataliza esta reacción es la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa.
  • Esta reacción utiliza NAD+ como aceptor de electrones.

• Paso 7: El 1,3-bifosfoglicerato se convierte en 3-fosfoglicerato.

  • La enzima que cataliza esta reacción es la fosfoglicerato quinasa.
  • En esta reacción, se produce ATP a partir de ADP.
  • Esta es la primera reacción que produce ATP en la glucólisis.

• Paso 8: El 3-fosfoglicerato se convierte en 2-fosfoglicerato.

  • La enzima que cataliza esta reacción es la fosfoglicerato mutasa.

• Paso 9: El 2-fosfoglicerato se convierte en fosfoenolpiruvato.

  • La enzima que cataliza esta reacción es la enolasa.

• Paso 10: El fosfoenolpiruvato se convierte en piruvato.

  • La enzima que cataliza esta reacción es la piruvato quinasa.
  • Se produce ATP a partir de ADP.
  • Esta es la segunda reacción que produce ATP en la glucólisis.

Productos finales de la glucólisis

• La glucólisis produce:

  • 2 moléculas de piruvato.
  • 2 moléculas de ATP.
  • 2 moléculas de NADH.

• El piruvato puede seguir diferentes rutas metabólicas dependiendo de las condiciones de la célula.

Glucólisis

• La glucólisis es la degradación de la glucosa en el citoplasma de las células.
• Se compone de 10 reacciones enzimáticas secuenciales que convierten la glucosa en dos moléculas de piruvato.
• El proceso genera energía (ATP) y NADH, que se utilizarán en otras vías metabólicas.

Etapas de la glucólisis

• Paso 1: La glucosa se fosforila a glucosa 6-fosfato por hexoquinasa o glucoquinasa (utilizando ATP).
• Paso 2: La glucosa 6-fosfato se convierte en fructosa 6-fosfato.
• Paso 3: La fructosa 6-fosfato se fosforila a fructosa 1,6-bifosfato por la PFK1 (utilizando ATP).
• Paso 4: La fructosa 1,6-bifosfato se divide en dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato.
• Paso 5: La dihidroxiacetona fosfato se convierte en gliceraldehído 3-fosfato.
• Paso 6: El gliceraldehído 3-fosfato se oxida a 1,3-bifosfoglicerato por la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa (produciendo NADH).
• Paso 7: El 1,3-bifosfoglicerato se convierte en 3-fosfoglicerato por la fosfoglicerato quinasa (produciendo ATP).
• Paso 8: El 3-fosfoglicerato se convierte en 2-fosfoglicerato.
• Paso 9: El 2-fosfoglicerato se convierte en fosfoenolpiruvato.
• Paso 10: El fosfoenolpiruvato se convierte en piruvato por la piruvato quinasa (produciendo ATP).

Productos finales de la glucólisis

• La glucólisis produce 2 moléculas de piruvato, 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH.
• El piruvato puede seguir diferentes rutas metabólicas dependiendo de las condiciones de la célula, como la respiración celular o la fermentación.

Glucólisis

• La glucólisis es la ruptura de la glucosa en dos moléculas de piruvato, liberando energía en forma de ATP.
• La glucólisis ocurre en el citoplasma de las células.
• La glucosa entra a la célula y se convierte en glucosa 6-fosfato por la acción de la hexoquinasa o la glucoquinasa.
• La hexoquinasa se encuentra en todas las células, mientras que la glucoquinasa está presente en el hígado y las células beta del páncreas.
• La fosforilación de glucosa a glucosa 6-fosfato la atrapa dentro de la célula.
• La glucosa 6-fosfato pasa por una serie de reacciones enzimáticas, convirtiéndose en fructosa 6-fosfato, luego en fructosa 1,6-bifosfato.
• La fosfofructoquinasa 1 (PFK1) cataliza la conversión de fructosa 6-fosfato a fructosa 1,6-bifosfato, usando ATP.
• La PFK1 es regulada por la concentración de ATP: altos niveles inhiben la enzima.
• Cuando hay mucho ATP, la fosfofructoquinasa 2 (PFK2) convierte la fructosa 6-fosfato en fructosa 2,6-bifosfato, que activa la PFK1.
• La fructosa 1,6-bifosfato se escinde en dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato.
• La dihidroxiacetona fosfato se convierte en gliceraldehído 3-fosfato.
• El gliceraldehído 3-fosfato se convierte en 1,3-bifosfoglicerato por la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa, utilizando NAD+ para producir NADH.
• El 1,3-bifosfoglicerato se convierte en 3-fosfoglicerato, produciendo ATP mediante la fosfoglicerato quinasa.
• El 3-fosfoglicerato se convierte en 2-fosfoglicerato, luego en fosfoenolpiruvato.
• El fosfoenolpiruvato se convierte en piruvato, generando ATP por la acción de la piruvato quinasa.
• El piruvato resultante entra a la mitocondria para continuar en el ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

• El ciclo de Krebs es una vía metabólica fundamental en la respiración celular, presente en todas las células aeróbicas.
• Se lleva a cabo en la mitocondria, específicamente en la matriz mitocondrial.
• El piruvato, producto final de la glucólisis, es convertido a acetil CoA en la mitocondria antes de ingresar al ciclo de Krebs.
• La enzima piruvato deshidrogenasa cataliza la conversión de piruvato a acetil CoA.
• La piruvato deshidrogenasa requiere cinco cofactores esenciales: tiamina (vitamina B1), FAD (vitamina B2), NAD (vitamina B3), coenzima A (vitamina B5) y ácido lipoico.
• La acetil CoA se une al oxaloacetato para formar citrato, el primer compuesto del ciclo de Krebs.
• El ciclo de Krebs comprende ocho pasos principales: citrato, isocitrato, alfa-cetoglutarato, succinil CoA, succinato, fumarato, malato y oxaloacetato.
• Cada vuelta del ciclo genera tres moléculas de NADH, una molécula de FADH2 y una molécula de GTP.
• El NADH y FADH2 producidos durante el ciclo de Krebs son utilizados en la fosforilación oxidativa para la generación de ATP.
• El ciclo de Krebs está regulado por la disponibilidad de ATP, inhibiéndose cuando hay un exceso de ATP.
• El ciclo de Krebs produce 2 ATP por cada molécula de glucosa procesada.
• Considerando la glucólisis y la fosforilación oxidativa, se generan 30-32 ATP en total por molécula de glucosa.

Enzimas importantes en el ciclo de Krebs

• Piruvato deshidrogenasa: Cataliza la conversión de piruvato a acetil CoA.
• Isocitrato deshidrogenasa: Cataliza la conversión de isocitrato a alfa-cetoglutarato, produciendo NADH.
• Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa: Cataliza la conversión de alfa-cetoglutarato a succinil CoA, produciendo NADH.
• Succinil CoA sintetasa: Cataliza la conversión de succinil CoA a succinato, produciendo GTP.
• Succinato deshidrogenasa: Cataliza la conversión de succinato a fumarato, produciendo FADH2.
• Fumarasa: Cataliza la conversión de fumarato a malato.
• Malato deshidrogenasa: Cataliza la conversión de malato a oxaloacetato, produciendo NADH.