Metabolismo Celular: Glucólisis y Respiración Aeróbica
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Fermentación Alcohólica
Se realiza por levaduras del género Saccharomyces, que se comportan como anaeróbicas facultativas. En este proceso, el ácido pirúvico se transforma en etanol y CO2.
Ciclo de Krebs
Es una sucesión de reacciones químicas que forma parte de la respiración celular de células aeróbicas, donde se libera energía. Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
Los acetil-CoA formados en la fase anterior transfieren el grupo acetilo al ácido oxalacético, que se transforma en ácido cítrico. Se produce una serie de reacciones que degradan totalmente el grupo acetilo y regeneran el ácido oxalacético.
En cada vuelta del ciclo se obtiene:
- 2 CO2 (son eliminados)
- Poder reductor en forma de 3 NADH+H y 1 FADH2
- Una molécula de GTP
La mayor parte de la energía desprendida se invierte en producir coenzimas reducidos, que posteriormente se transformarán en ATP en la cadena respiratoria y en el proceso de fosforilación oxidativa. El balance energético del ciclo de Krebs es muy bajo, solo 1 GTP.
Glucólisis
Es la ruta metabólica de Embden-Meyerhof que se produce en el citoplasma. Consiste en un conjunto de 10 reacciones químicas sucesivas en las que una molécula de glucosa se escinde en 2 moléculas de ácido pirúvico, liberándose la energía necesaria para sintetizar 2 moléculas de ATP a través de un proceso de fosforilación a nivel del sustrato.
Fases de la Glucólisis:
Fase 1:
Se activa la molécula de glucosa a través de 2 fosforilaciones que consumen 2 moléculas de ATP. La molécula formada se escinde en 2 triosas que se transforman en 2 moléculas de gliceraldehído 3-fosfato.
Fase 2:
Se produce la oxidación de las moléculas anteriores, obteniéndose 4 moléculas de ATP y 2 de NADH+H a partir de 2 de NAD+. El producto final son 2 moléculas de ácido pirúvico.
El NAD+ se tiene que regenerar para que pueda continuar la glucólisis. Esto se logra llevando el NADH+H a la vía respiratoria o en fermentaciones.
Destinos del Piruvato
Descarboxilación Oxidativa del Piruvato:
Este proceso está catalizado por un conjunto de enzimas que constituyen el sistema piruvato deshidrogenasa, que se encuentran en la matriz mitocondrial.
El ion piruvato sufre una descarboxilación, liberando CO2, y una deshidrogenación. Los electrones y protones liberados son captados por NAD+, que se transforma en NADH+H. El grupo acetilo resultante se une al coenzima A, formándose acetil-CoA.
Beta Oxidación de los Ácidos Grasos:
Para que puedan pasar al interior de la mitocondria, los ácidos grasos se activan a través de la unión al coenzima A. Se unen a una molécula de carnitina junto a una proteína de membrana que permiten el paso del acil-CoA al interior de la mitocondria.
En la matriz se inicia la beta oxidación de ácidos grasos, un proceso cíclico que provoca que el carbono beta se oxide, liberándose 1 molécula de acetil-CoA y obteniéndose un ácido graso con 2 carbonos menos. Este proceso se repetirá hasta degradar el ácido graso. Los acetil-CoA generados ingresarán en el ciclo de Krebs.