Glucólisis: Resumen & Preguntas

glucólisis La glucólisis es una ruta metabólica que convierte la glucosa en energía (ATP) y piruvato. Ocurre en el citoplasma de las células y consta de 10 pasos divididos en dos fases: la fase de inversión de energía y la fase de generación de energía. Fase 1: Inversión de Energía En esta fase,...

glucólisis La glucólisis es una ruta metabólica que convierte la glucosa en energía (ATP) y piruvato. Ocurre en el citoplasma de las células y consta de 10 pasos divididos en dos fases: la fase de inversión de energía y la fase de generación de energía. Fase 1: Inversión de Energía En esta fase, la célula "invierte" dos moléculas de ATP para preparar la glucosa para su descomposición. 1. Fosforilación de la glucosa ○ La glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato. ○ Enzima: hexoquinasa ○ ATP se utiliza y se convierte en ADP. 2. Isomerización de la glucosa-6-fosfato ○ La glucosa-6-fosfato se convierte en fructosa-6-fosfato. ○ Enzima: fosfoglucosa isomerasa ○ Aquí solo cambia la estructura, pero no se añade ni pierde ningún grupo fosfato. 3. Fosforilación de la fructosa-6-fosfato ○ La fructosa-6-fosfato se convierte en fructosa-1,6-bisfosfato. ○ Enzima: fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) ○ Se utiliza otro ATP y se convierte en ADP. ○ Este es un paso clave porque PFK-1 es una enzima reguladora de la glucólisis. 4. Escisión de la fructosa-1,6-bisfosfato ○ La fructosa-1,6-bisfosfato se divide en dos moléculas de dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y gliceraldehído-3-fosfato (G3P). ○ Enzima: aldolasa 5. Isomerización del DHAP ○ El dihidroxiacetona fosfato (DHAP) se convierte en gliceraldehído-3-fosfato (G3P) para que ambas moléculas generadas sean iguales. ○ Enzima: triosa fosfato isomerasa ○ Ahora tenemos dos moléculas de G3P listas para la segunda fase. Fase 2: Generación de Energía Aquí se produce ATP y NADH al oxidar el G3P hasta piruvato.  6. Oxidación del gliceraldehído-3-fosfato ○ Cada G3P se convierte en 1,3-bisfosfoglicerato. ○ Enzima: gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa ○ Aquí se reduce NAD+ a NADH, lo que es una fuente de energía. 7. Transferencia de fosfato para formar ATP ○ Cada 1,3-bisfosfoglicerato transfiere un fosfato al ADP, formando 3-fosfoglicerato y generando ATP. ○ Enzima: fosfoglicerato quinasa 8. Conversión de 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato ○ Cada 3-fosfoglicerato se convierte en 2-fosfoglicerato. ○ Enzima: fosfoglicerato mutasa 9. Deshidratación de 2-fosfoglicerato ○ Cada 2-fosfoglicerato se convierte en fosfoenolpiruvato (PEP), liberando una molécula de agua. ○ Enzima: enolasa 10. Formación de piruvato y generación de ATP ○ Cada PEP transfiere un fosfato al ADP para formar piruvato y otra molécula de ATP. ○ Enzima: piruvato quinasa Resumen de la Glucólisis La glucólisis convierte 1 molécula de glucosa en 2 moléculas de piruvato. Se producen un total de 4 ATP, pero se usan 2 ATP al inicio, por lo que el saldo neto es de 2 ATP. También se generan 2 NADH, que pueden ser utilizados en otros procesos para obtener más energía. Respuestas del Cuestionario sobre la Glucólisis 1. ¿Dónde ocurre la glucólisis en la célula? En el citoplasma de la célula. 2. ¿En cuántas fases se divide la glucólisis y cómo se llaman? En dos fases: Fase de Inversión de Energía y Fase de Generación de Energía. 3. ¿Cuál es el producto final de la glucólisis? Dos moléculas de piruvato. 4. En la Fase 1, ¿qué compuesto se forma a partir de la glucosa en el primer paso? Glucosa-6-fosfato. 5. ¿Qué enzima convierte la glucosa en glucosa-6-fosfato? Hexoquinasa. 6. ¿Cuál es la función de la fosfoglucosa isomerasa en el proceso de glucólisis? Convierte la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato. 7. ¿Qué compuesto resulta de la acción de la enzima fosfofructoquinasa-1 (PFK-1)? Fructosa-1,6-bisfosfato. 8. ¿Por qué se considera a la enzima fosfofructoquinasa-1 un punto de regulación importante en la glucólisis? Porque controla el flujo de glucosa a través de la glucólisis y es una enzima reguladora de la velocidad de la ruta. 9. ¿Qué enzima divide la fructosa-1,6-bisfosfato en dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y gliceraldehído-3-fosfato (G3P)? Aldolasa. 10. ¿Qué sucede con el dihidroxiacetona fosfato (DHAP) en la Fase 1? ¿En qué se convierte? El DHAP se convierte en gliceraldehído-3-fosfato (G3P) gracias a la enzima triosa fosfato isomerasa. 11. ¿Cuál es el primer paso en la Fase 2 de la glucólisis y qué compuesto se produce? El primer paso es la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato (G3P), que produce 1,3-bisfosfoglicerato. 12. ¿Qué coenzima se reduce en el paso en que el gliceraldehído-3-fosfato (G3P) se convierte en 1,3-bisfosfoglicerato? NAD+, que se reduce a NADH. 13. ¿Qué enzima cataliza la formación de ATP a partir de 1,3-bisfosfoglicerato? Fosfoglicerato quinasa. 14. ¿Cuál es el papel de la enzima fosfoglicerato mutasa? Convierte el 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato. 15. ¿Qué molécula se forma después de la acción de la enzima enolasa? Fosfoenolpiruvato (PEP). 16. ¿Cuál es la reacción final de la glucólisis y qué enzima está involucrada? La reacción final es la conversión de fosfoenolpiruvato (PEP) en piruvato, catalizada por la enzima piruvato quinasa. 17. ¿Cuántas moléculas de ATP se producen en total en la glucólisis? ¿Cuál es el saldo neto de ATP? Se producen 4 moléculas de ATP en total, pero se utilizan 2 al inicio, así que el saldo neto es de 2 ATP. 18. Además de ATP, ¿qué otra molécula de alta energía se genera en la glucólisis y cuántas se producen? Se generan 2 NADH.  19. ¿Por qué la glucólisis es un proceso importante para las células? Porque produce energía en forma de ATP y NADH para la célula, incluso en condiciones sin oxígeno (anaeróbicas), y proporciona piruvato para otros procesos metabólicos. ciclo de Krebs El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es una ruta metabólica clave en la respiración celular que ocurre en la matriz mitocondrial en células eucariotas y en el citoplasma de células procariotas. Este ciclo tiene como función oxidar los compuestos derivados de los carbohidratos, grasas y proteínas para producir energía en forma de ATP, así como poder reductor en forma de NADH y FADH2, que se utiliza posteriormente en la cadena de transporte de electrones para la síntesis de ATP. Resumen del ciclo de Krebs Ubicación: Matriz mitocondrial en eucariotas, citoplasma en procariotas. Tipo de proceso: Aeróbico (necesita oxígeno indirectamente). Productos: ATP, NADH, FADH2 y CO₂. Fases y pasos del ciclo de Krebs A continuación, describo cada una de las fases y los pasos en detalle, incluyendo las enzimas que intervienen en cada reacción: Paso 1: Formación de Citrato 1. Condensación de Acetil-CoA y Oxalacetato: ○ La acetil-CoA (derivada de la glucólisis, la β-oxidación de ácidos grasos o del metabolismo de aminoácidos) se condensa con oxalacetato (un compuesto de 4 carbonos) para formar citrato (un compuesto de 6 carbonos). ○ Enzima: Citrato sintasa. ○ Producto: Citrato. Paso 2: Isomerización de Citrato a Isocitrato 2. Transformación de Citrato a Isocitrato: ○ El citrato se convierte en isocitrato mediante un proceso de deshidratación y rehidratación. ○ Enzima: Aconitasa. ○ Producto: Isocitrato. Paso 3: Descarboxilación de Isocitrato 3. Descarboxilación oxidativa del Isocitrato:  ○ El isocitrato se oxida para formar α-cetoglutarato (un compuesto de 5 carbonos) y libera una molécula de CO₂. En este proceso, el NAD⁺ se reduce a NADH. ○ Enzima: Isocitrato deshidrogenasa. ○ Producto: α-cetoglutarato y NADH. Paso 4: Descarboxilación de α-Cetoglutarato 4. Descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato: ○ El α-cetoglutarato se convierte en succinil-CoA mediante otra reacción de descarboxilación oxidativa, liberando una molécula de CO₂ y reduciendo otro NAD⁺ a NADH. ○ Enzima: Complejo de α-cetoglutarato deshidrogenasa. ○ Producto: Succinil-CoA y NADH. Paso 5: Conversión de Succinil-CoA a Succinato 5. Fosforilación a nivel de sustrato: ○ La succinil-CoA se convierte en succinato. En este paso, se libera un grupo CoA y se produce GTP (que puede transformarse en ATP). ○ Enzima: Succinil-CoA sintetasa. ○ Producto: Succinato y GTP (o ATP). Paso 6: Oxidación de Succinato a Fumarato 6. Oxidación de Succinato: ○ El succinato se oxida para formar fumarato. En esta reacción, el FAD se reduce a FADH₂. ○ Enzima: Succinato deshidrogenasa. ○ Producto: Fumarato y FADH₂. Paso 7: Hidratación de Fumarato a Malato 7. Hidratación de Fumarato: ○ El fumarato se convierte en malato mediante la adición de una molécula de agua. ○ Enzima: Fumarasa. ○ Producto: Malato. Paso 8: Oxidación de Malato a Oxalacetato 8. Oxidación de Malato: ○ El malato se oxida para regenerar oxalacetato, cerrando así el ciclo. En esta reacción, el NAD⁺ se reduce a NADH. ○ Enzima: Malato deshidrogenasa. ○ Producto: Oxalacetato y NADH. Resumen de los productos por cada vuelta del ciclo de Krebs Por cada molécula de acetil-CoA que entra en el ciclo, se generan los siguientes productos: 3 NADH (transportan electrones a la cadena de transporte de electrones). 1 FADH₂ (también lleva electrones a la cadena de transporte). 1 GTP (o ATP) (se utiliza directamente como energía). 2 CO₂ (producto de desecho de las reacciones de descarboxilación). Importancia del ciclo de Krebs El ciclo de Krebs es esencial para la producción de energía en las células. Los NADH y FADH₂ producidos en este ciclo son transportados a la cadena de transporte de electrones, donde sus electrones generan un gradiente de protones que finalmente impulsa la síntesis de una gran cantidad de ATP mediante el proceso de fosforilación oxidativa. Además, el ciclo de Krebs proporciona intermediarios importantes para otras rutas metabólicas, como la síntesis de aminoácidos y nucleótidos. Claro, voy a simplificarlo. El ciclo de Krebs es como una especie de "fábrica de energía" dentro de las células. Su función principal es convertir los nutrientes que comemos (como carbohidratos, grasas y proteínas) en energía utilizable. Todo ocurre dentro de las mitocondrias, las “centrales energéticas” de la célula. Cuando comemos, los nutrientes se transforman en una molécula llamada acetil-CoA, que entra en el ciclo de Krebs. A través de una serie de reacciones químicas, esta molécula se va modificando, y en el proceso, se generan dos cosas importantes: moléculas que llevan electrones (NADH y FADH₂) y un poco de ATP (que es la energía directa). Las moléculas de NADH y FADH₂ luego llevan sus electrones a otra parte de la célula, donde se utiliza para producir una gran cantidad de ATP. Este ciclo también libera dióxido de carbono (CO₂) como desecho, que es el gas que exhalamos cuando respiramos. En resumen, el ciclo de Krebs es una etapa esencial en la respiración celular porque ayuda a extraer energía de los alimentos y a transformarla en ATP, que la célula usa para realizar sus funciones. Cuestionario sobre el Ciclo de Krebs 1. ¿Dónde ocurre el ciclo de Krebs en células eucariotas y en células procariotas? ○ C) En la matriz mitocondrial de eucariotas y en el citoplasma de procariotas 2. ¿Qué molécula inicia el ciclo de Krebs al combinarse con el oxalacetato? ○ B) Acetil-CoA 3. ¿Qué enzima cataliza la formación de citrato a partir de acetil-CoA y oxalacetato? ○ C) Citrato sintasa 4. ¿En qué paso del ciclo se produce la primera molécula de NADH?  ○ C) Conversión de isocitrato a α-cetoglutarato 5. ¿Qué se produce además de succinil-CoA en la reacción catalizada por el complejo de α-cetoglutarato deshidrogenasa? ○ A) CO₂ y NADH 6. ¿Cuál es el único paso del ciclo de Krebs en el que se produce GTP o ATP? ○ B) Conversión de succinil-CoA a succinato 7. ¿Qué enzima convierte el succinato en fumarato? ○ A) Succinato deshidrogenasa 8. ¿Cuántas moléculas de NADH y FADH₂ se producen en una vuelta completa del ciclo de Krebs? ○ B) 3 NADH y 1 FADH₂ 9. ¿Qué producto final del ciclo de Krebs se regenera al final para reiniciar el ciclo? ○ B) Oxalacetato 10. ¿Cuál es la función principal del ciclo de Krebs en la célula? B) Producir electrones para la cadena de transporte y energía en forma de ATP