Rutas Metabólicas de la Respiración Celular: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena de Electrones

Glucólisis

La glucosa se transforma en glucosa-6-fosfato gracias a la acción de la enzima hexoquinasa-glucoquinasa. Esta molécula se reorganiza a fructosa-6-fosfato por la fosfoglucosa isomerasa. Posteriormente, la fosfofructoquinasa cataliza la fosforilación para formar fructosa-1,6-bifosfato. Esta se divide en gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato mediante la enzima aldolasa.

La segunda molécula se convierte también en gliceraldehído-3-fosfato. Para que este pase a ser 1,3-bifosfoglicerato, ocurre una reacción de óxido-reducción mediada por la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa. Luego, se desfosforila y se transforma en 3-fosfoglicerato por la acción de la fosfoglicerato quinasa; este se reordena y se convierte en 2-fosfoglicerato. Finalmente, este último se transforma en fosfoenolpiruvato por la enolasa, y la piruvato quinasa lo convierte en piruvato, produciendo ATP.

Productos de la Glucólisis:

• 2 ATP
• 2 NADH
• 2 Piruvatos

Ciclo de Krebs

El acetil-CoA se une con el oxalacetato para producir citrato, reacción catalizada por la enzima citrato sintasa. El citrato se convierte en D-isocitrato, donde ocurre una óxido-reducción (O.R.) de NADH y una descarboxilación, transformándose en α-cetoglutarato por la enzima isocitrato deshidrogenasa.

A partir de este punto, ocurren reacciones similares a la anterior y se genera succinil-CoA mediante la enzima α-cetoglutarato deshidrogenasa. Del succinil-CoA se pasa a succinato, proceso en el cual ocurre una desfosforilación donde el GDP pasa a GTP, catalizada por la succinil-CoA sintetasa. Posteriormente, ocurre una O.R. de FADH2 catalizada por la enzima succinato deshidrogenasa, convirtiéndose en fumarato.

Este último pasa a malato por la enzima fumarasa y ocurre una O.R. del NAD+ al NADH en el malato, convirtiéndose finalmente en oxalacetato por la enzima malato deshidrogenasa.

Balance Energético del Ciclo:

• 3 NADH
• 1 FADH2
• 1 GTP
• 2 Descarboxilaciones

Nota: El NADH y el FADH2 son las moléculas utilizadas posteriormente para la cadena transportadora de electrones.

Cadena de Transporte de Electrones

Esta es la última etapa de la respiración celular y ocurre en la membrana interna mitocondrial. En esta fase, los electrones son transferidos a través de complejos enzimáticos que generan un gradiente de protones (H+) esencial para la síntesis de energía.