Glucólisis

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Procesos Bioquímicos Energéticos Hay 3 procesos bioquímicos principales que ocurren en la célula en forma progresiva a través del rompimiento de la glucosa con liberación de pequeños “paquetes” de energía: Glucólisis Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa

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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 Consiste en una serie de diez reacciones Cada una catalizada por una enzima determinada Permite transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, el piruvato . No interviene para nada el oxígeno molecular . Es el ciclo metabólico más difundido en la naturaleza, también se lo conoce como ciclo de Embden-Meyerhof .

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Glucógeno, almidón, sacarosa Glucosa oxidación vía oxidación ruta de las vía glucólisis pentosas fosfato Ribosa 5-fosfato Piruvato almacenamiento

Aspectos Históricos de la Glucólisis: 

Aspectos Históricos de la Glucólisis Buchner había demostrado que los procesos de la vida (la fermentación en este caso), podían ocurrir fuera de la célula viva. El fantasma poseído de la máquina viviente se había exorcizado. La hipótesis de Buchner consistió en que la fermentación resulta de la actividad de una enzima, que el llamó zimasa . Actualmente llamamos a este proceso que realmente se lleva a cabo por 10 enzimas, glucólisis del griego glycos : dulce + lysis : ruptura. Por estas observaciones, Buchner ganó el premio Nobel.

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En 1941, Fritz Lipman y Herman Kalkar descubrieron las funciones de los compuestos de alta energía como el ATP en el metabolismo intermedio.

Aspectos Históricos de la Glucólisis (cont.): 

Aspectos Históricos de la Glucólisis (cont.) Gracias a la invención de técnicas para la purificación de enzimas y a experimentos hechos en bacterias y levaduras, se describieron las reacciones de esta vía. Las funciones de los cofactores como el NAD+ y de los compuestos fosforilados en el metabolismo, se describieron por primera vez en la glucólisis. La fermentación es el aprovechamiento de la glucosa en ausencia de O2, el objetivo final de esta vía, es la síntesis de moléculas de alta energía química como el adenosín trifosfato (ATP), que se utilizan para realizar trabajo. Los organismos primitivos se originaron en un mundo cuya atmósfera carecía de O2 y por esto, la glucólisis se considera como la vía metabólica más primitiva y por lo tanto, está presente en todas las formas de vida actuales.

Fase de Inversión de Energía: 

Fase de Inversión de Energía Etapa de preparación o de activación Fase de 6 carbonos Se activa la glucosa Se necesita energía Suministrada por dos moléculas de ATP, gasto neto = 2 Pi (dos uniones de alta energía) Servirán para fosforilar la glucosa y la fructosa .

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Fraccionación : La molécula de glucosa se divide en dos moléculas Gliceraldheído-3-fosfato (PGAL ó G3P) y Dihidroxiacetona fosfato (DHAP) Al final de esta fase se obtienen, en la práctica dos moléculas de PGAL, ya que la molécula de DHAP se transforma en PGAL.

Cosecha de Energía: 

Cosecha de Energía Los PGAL del fraccionamiento ingresan a un nuevo ciclo: son oxidados (o sea liberan electrones) a través de una reducción de NAD en NADH, absorben Fósforo y reaccionan a través de la enzima SH. Se transforman en Difosfoglicerato (el PGAL tenía ya un átomo de P) cuya molécula tiene un enlace fosfato energizado y otro enlace con P sin energía.

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Entonces este Fosfoglicerato sufre un proceso de oxidación produciendo agua, por esta oxidación, su enlace de fósforo se transforma en enlace fosfato cargándose de energía, y se transforma en Fosfopiruvato. Este Fosfopiruvato libera su P energizado, para convertir una molécula de ADP en ATP a través de la enzima piruvatocinasa. El producto final de esta reacción es el Piruvato o ácido pirúvico.

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Este proceso es por 2: Por la transformación del FDHA en PGAL

Final del Proceso: 

Final del Proceso Como se invirtieron 2 ATP en la primera etapa: Se produce una ganancia neta de dos moléculas de ATP . La molécula de glucosa queda transformada en dos moléculas de piruvato En estas moléculas es donde se encuentra en estos momentos la mayor parte de la energía contenida en la glucosa.

Reacción Sumaria: 

Reacción Sumaria Glucosa+2ADP+2 Pi+2NAD +  2Piruvato+2ATP+2NADH+2H + + 2H 2 O Entradas: Glucosa + 2 ATP + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD Salidas : 2 piruvatos + 2 ADP + 4 ATP + 2 NADH + H2O El oxigeno cumple la función de "reductor final" de los procesos bioquímicos, principalmente reduciendo el NADH y el FADH que se forman, para habilitarlos nuevamente en su presentación oxidada de NAD y FAD.

Destino del Piruvato: 

Destino del Piruvato El ácido pirúvico puede seguir varios caminos metabólicos dependiendo de las condiciones de la célula : Bajo condiciones aeróbicas, el ácido pirúvico se descarboxila y se une a la coenzima A para formar acetil coA . Cuando las condiciones son anaeróbicas, se reduce para formar ácido láctico. En las levaduras, existe otra vía metabólica que es la fermentación alcohólica, en la que se produce etanol en vez de ácido láctico .

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vehículos biológicos para la transferencia de electrones". O sea estos dos compuestos sirven para equilibrar las reacciones de oxidación y reducción al absorber o aportar electrones. Presentación oxidada Presentación reducida NAD NADH FAD FADH

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REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS El rendimiento de ATP en condiciones aeróbicas rinde de 30 a 32 ATP por molécula de glucosa En condiciones anaeróbicas, rinde 2 ATP por molécula de glucosa Se consumen unas 15 veces más glucosa en condiciones anaeróbicas que aeróbicas, para producir la misma cantidad de ATP

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La velocidad de la glucólisis se ajusta por: Consumo de ATP, regeneración de NADH y regulación alostérica de varias enzimas: hexoquinasa, PFK-1 y piruvato quinasa. En una escala de tiempo ligeramente más larga, la glucólisis se regula por las hormonas glucagon, adrenalina e insulina, además por cambios en la expresión de los genes de varias enzimas glucolíticas.

Glucólisis: 

Glucólisis Glucosa C6H12O6 Glucolisis El carbono 6 de la glucosa es “roto” durante la glucólisis produciendo 2 moléculas de un compuesto de 3 carbonos llamado ácido pirúvico . Acido Pirúvico C3H4O3 La energía liberada de la glucólisis es capturada en forma de ATP. 2 ADP+ 2Pi 2 ATP 2 NAD + 2 NADH H + Los átomos de hidrógeno liberados de la glucosa durante la glucólisis son capturados por la coenzima NAD La remoción de los átomos de hidrógeno de una substancia se llama oxidación. Durante la glucólisis, la glucosa es oxidada con la remoción de 4 átomos de hidrógeno

Glucólisis…….: 

Glucólisis……. Glucosa C6H12O6 Glucolisis Durante la glucólisis no se utiliza oxígeno. La glucosa tiene 6 átomos de oxígeno y por cada 2 moléculas de ácido pirúvico tiene 3 átomos de oxígeno. 2 Acido Pirúvico C3H4O3 La reacción de la glucolisis es: Glucosa 2 Ac. Pirúvico+4H + +2 ATP+2 NADH + +H + 2 ADP+ 2Pi 2 ATP 2 NAD + 2 NADH H + Cada molécula de ac. Pirúvico es convertida en acetil Co-A. Esto significa la adición de Coenzima A a la molécula y remoción de un atómo de carbono. El átomo de carbono es liberado en forma de dióxido de carbono. CO2 Acetil CoA C2H3O · S · CoA CO2 Acetil CoA C2H3O · S · CoA La acetil Co A entra al ciclo de Krebs