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La glucólisis es una vía que permite obtener ATP a las células
La glucólisis (o glicólisis) es una vía catabólica a través de la cual tanto las células de los animales como vegetales, hongos y bacterias oxidan diferentes moléculas de glúcidos y obtienen energía. El hecho de que esta vía ocurra en organismos muy diversos, indica que es una vía metabólica conservada, es decir presente en organismos filogenéticamente distantes.
Para su estudio, describiremos 10 reacciones enzimáticas que ocurren en el citoplasma y permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato. La degradación hasta priuvato es parte del proceso catabólico o degradativo de los glúcidos, porque estas moléculas pueden seguir oxidándose y continuar entregando energía a la célula.
El balance neto para la reacción global de la glucólisis es:
En la glucólisis se pueden establecer dos fases:
- Primera fase: Activación de la hexosa (glucosa por ej.), con gasto de energía como ATP.
- Segunda fase: Obtención de energía que se conserva como ATP.
La segunda fase es exergónica, dado que se forman 4 ATP utilizando la energía
liberada de la conversión de 2 gliceraldehídos 3P en 2 piruvatos.
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| Figura 1 |
Visualizar el conjunto de reacciones que conforma a la glucólisis, previo a la descripción de
cada reacción, ayuda a tener una idea general sobre lo que incluye esta vía, que transcurre
en el citoplasma. En la figura 2 se observa, al igual que en la figura 1, la etapa de inversión
de energía y la de síntesis de ATP, así como a partir de una hexosa, en este caso la
glucosa, se obtienen dos moléculas de piruvato, de 3C cada una.
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| Figura 2 |
REACCIONES DE LA GLICÓLISIS
La fase de gasto de energía va desde una hexosa no fosforilada hasta el GA3P y D3P
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.
Enzima: Hexoquinasa
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.
Enzima: G-6-P isomerasa
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.
Enzima: Fosfofructoquinasa-1
Reacción 4
En esta reacción la F1-6P se rompe en 2 moléculas de 3 carbonos (triosas): la dihidroxiacetona fosfato
(DP) y gliceraldehído 3-fosfato (GA3P) mediante una reacción reversible catalizada por una liasa
(aldolasa).
Enzima: Aldolasa
Reacción 5
El GA3P sigue los pasos de la glucólisis, la otra triosa generada, DP, por isomerización produce otra
molécula de GA3P. La reacción es reversible, y está catalizada por una isomerasa.
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.
RESUMEN:
Esto quiere decir que de una molécula de glucosa, en cinco
reacciones obtenemos dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato, dando por
terminada la primera etapa o fase de la glucólisis.
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.
Enzima: Fosfogliceraldehido deshidrogensa
Enzima: Fosfogliceraldehido deshidrogensa
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.
Enzima: Fosfoglicerato quinasa
Enzima: Fosfoglicerato quinasa
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 ..
Reacción 8 y 9
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.
Enzima: Fosfoglicerato mutasa
La otra corresponde a la transformación del 2- fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato (PEP), por acción de la enolasa.
Enzima: Enolasa
Enzima: Fosfoglicerato mutasa
La otra corresponde a la transformación del 2- fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato (PEP), por acción de la enolasa.
Enzima: Enolasa
Reacción 10
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.
Enzima: Piruvato quinasa
Enzima: Piruvato quinasa
Como se observa, el oxígeno no es necesario en ninguna reacción de la glucólisis; la vía ocurre en
células aerobias y fermentativas.
RESUMEN
VIDEO: Glucólisis explicada fácil y rápido
Video por el Doctor Alberto Sanagustín
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medicina mnemotecnias
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4:32 p.m.
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Muchísimas gracias. Muy bien explicado y especifico! :)
ResponderBorrarMuy bien explicado, sin embargo falta la regulación :c
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