Glucólisis: Proceso, Características y Vías Metabólicas del Piruvato

Glucólisis: Proceso Detallado y Reacciones Clave

La glucólisis es un conjunto de reacciones que degradan la glucosa (C₆), transformándola en dos moléculas de ácido pirúvico (PIR) (C₃). Este proceso se realiza en el hialoplasma de la célula y es anaerobio, es decir, no necesita oxígeno. Por cada molécula de glucosa (GLU), se obtienen 2 ATP y 2 NADH+H⁺.

Reacciones de la Glucólisis

1. Fosforilación de la glucosa: La glucosa (GLU) se fosforila por acción del ATP, formándose glucosa-6-fosfato (G-6-P).
2. Isomerización de la G-6-P: La glucosa-6-fosfato (G-6-P) se isomeriza a fructosa-6-fosfato (F-6-P).
3. Segunda fosforilación: La fructosa-6-fosfato (F-6-P) se fosforila nuevamente por acción del ATP, formando fructosa-1,6-difosfato (F-1,6-P).
4. Escisión de la F-1,6-P: La fructosa-1,6-difosfato (F-1,6-P) se rompe en dos moléculas: gliceraldehído-3-fosfato (PGAL) y dihidroxiacetona fosfato (DHA). Ambas sustancias son isómeras y se interconvierten espontáneamente. Hasta este punto, se han consumido dos moléculas de ATP.
5. Oxidación y fosforilación del PGAL: El gliceraldehído-3-fosfato (PGAL) se oxida por el NAD⁺. Simultáneamente, se produce una fosforilación con la intervención de fosfato inorgánico (H-P), formándose ácido 1,3-difosfoglicérico (1,3-DPGA). Cada molécula de glucosa (GLU) genera dos moléculas de 1,3-DPGA y dos de NADH+H.
6. Primera formación de ATP: El 1,3-DPGA fosforila el ADP, formándose ATP y ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA). Se generan dos ATP (uno por cada cadena de tres carbonos). Hasta este momento, el balance energético es neutro.
7. Formación de piruvato y ATP: El ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) se transforma en ácido pirúvico (PIR), sintetizándose una nueva molécula de ATP (dos por cada molécula de glucosa original).

Características y Significado Biológico de la Glucólisis

• Es una degradación parcial de la glucosa.
• Es un proceso anaerobio, permitiendo la obtención de energía en ausencia de oxígeno.
• La cantidad de energía obtenida por mol de glucosa es relativamente baja (2 ATP).
• Se considera uno de los primeros mecanismos de obtención de energía a partir de sustancias orgánicas en la atmósfera primitiva de la Tierra, que carecía de oxígeno.

Vías del Catabolismo del Pirúvico

Para evitar que la glucólisis se detenga por un exceso de piruvato (PIR) y NADH+H⁺, o por falta de NAD⁺, existen vías metabólicas que eliminan los productos y recuperan los sustratos.

Opciones Metabólicas del Piruvato

1. Respiración aerobia (catabolismo aerobio): En presencia de oxígeno, el piruvato se degrada completamente a CO₂. El NADH+H⁺ y otras coenzimas reductoras se oxidan, y los electrones se transportan hacia el oxígeno (O₂), recuperándose el NAD⁺ y obteniéndose H₂O. Este proceso ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas.
2. Fermentación (catabolismo anaeróbico): En ausencia de oxígeno, el piruvato (PIR) se transforma de diferentes maneras, sin degradarse por completo a CO₂ y H₂O. El objetivo principal de este proceso es la regeneración del NAD⁺. En eucariotas, la fermentación ocurre en el hialoplasma.