MedicinABC

23 jun. 2012

La Glicolisis

La glicolisis o glucólisis es una vía metabólica que forma la primera etapa en la respiración celular, el proceso que sirve para la producción de energía en las células. El siguiente esquema nos ayuda a recapitular las 4 etapas de la respiración celular:

Glucolisis

La glucosa utilizada por las células procede de los hidratos de carbono alimenticios (es decir, del intestino) o el glucógeno almacenado en el hígado y el tejido muscular. A través de la sangre llega a las células y entra en ellas por medio de sus transportadores específicos (GLUT).


La glicolisis se produce en el citoplasma en varios pasos y con la ayuda de enzimas. Es el proceso en el que a partir de una molécula de glucosa se forman dos de ácido pirúvico (o piruvato). En su transcurso se invierten 2 ATP y se obtienen 2 NADH y 4 ATP. Resulta que la ganancia neta de energía de la glicolisis supone 2 NADH y 2 ATP.

Analizamos ahora cada una de las reacciones que componen la glicolisis:

Gasto energetico glucolisis


Los primeros 5 pasos consisten en la transformación de la glucosa (molécula de 6 carbonos)  en 2 moléculas de 3 carbonos llamados gliceraldehído-3-fosfato (G3P).



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Paso 1.
El primer paso de la glicolisis es la activación de la glucosa, es decir, el aumento de la energía que posee. En la presencia de magnesio (Mg+), la enzima hexoquinasa cataliza la transferencia de un grupo fosfato a la glucosa en su carbono número 6, formando la glucosa-6-fosfato. Este grupo fosfato procede de una molécula de ATP.


Paso 2.
A continuación, la glucosa-6P-isomerasa cambia la geometría molecular transformando la glucosa-6-fosfato en su isómero fructosa-6-fosfato.


Paso 3.
Con el gasto de otro ATP, la fosfofructo-quinasa procede a la fosforilación del carbono número 1 y obtenemos la fructosa-1,6-fosfato.


Paso 4.
Durante el cuarto paso, la aldolasa rompe la fructosa-1,6-fosfato en dos moléculas diferentes de 3 carbonos cada una: se generan la dihidroxi-acetona-fosfato (conocida también como DHAP) y el gliceraldehido-3-fosfato (llamado también G3P).


Paso 5.
El último paso de la fase de gasto energético consiste en la transformación de DHAP en G3P mediante la triosa-fosfato-isomerasa. Esta reacción es necesaria porque sólo PGAL puede seguir los pasos restantes de la glicolisis.

    Hasta ahora, hemos gastado dos moléculas de ATP para obtener dos moléculas de G3P. Recordamos que hay que duplicar las ganancias de los pasos siguientes ya que en el esquema se muestra solamente la metabolización de una molécula G3P.

    Beneficio energético glucolisis


    Paso 6.
    En la siguiente reacción, con la ayuda de la GAP-deshidrogenasa (gliceraldehído-3-fosfato-deshidrogenasa) ocurre la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato. Se le transfiere un anión fosfato para formar 1,3-bisfosfo-glicerato. El agente oxidante de esta reacción es el NAD+, que es reducido a NADH.


    Pasos 7 y 8.
    El 1,3-bisfosfoglicerato cede un grupo fosfato a una molécula de ADP, así que obtenemos un ATP y 3-fosfoglicerato, el cual se isomeriza en el paso 8 resultando 2-fosfoglicerato. Las enzimas implicadas en estos dos procesos son la fosfoglicerato-quinasa y la fosfoglicerato-mutasa.


    Paso 9.
    A continuación, se forma el fosfoenolpiruvato mediante la enolasa que elimina un H2O del 2-fosfoglicerato.


    Paso 10.
    En fin sigue la desfosforilación, que consiste en que la piruvato quinasa transfiera un grupo fosfato del fosfoenolpiruvato a una molécula de ADP obteniendo piruvato y ATP.


    Sumando los gastos y las ganancias, concluimos que el proceso de la glicolisis nos aporta una ganancia energética neta de 2 ATP y 2 NADH por cada molécula glucosa. El piruvato obtenido entra en la matriz de las mitocondrias para transformarse en acetil-CoA y de esa manera participar en el Ciclo de Krebs.


    Fuentes:

    Lehninger: "Principios de Bioquímica." cap. 14, ps. 522-537  
    Mathews C. K.: "Bioquímica" cap. 13, ps. 503-514 y 519-527

    "Glucólisis." Universidad de Alcalá

    Acerca del Autor:

    Dorina Ferrario es la fundadora de MedicinABC y estudiante de Medicina Humana en la Universidad Humboldt de Berlín. Su reto es conseguir la difusión de información médica gratuita y de calidad a sus lectores. Bloguera en formación continua para una continua difusión de información. Sígue MedicinABC en Twitter.