Los medios por los cuales las células de un ser vivo extraen energía de los enlaces en las moléculas orgánicas dependen del tipo de organismo que se esté estudiando. los procariotas (los dominios de bacterias y arqueas) están limitados a la respiración anaeróbica porque no pueden hacer uso del oxígeno. Los eucariotas (el dominio eucariota, que incluye animales, plantas y hongos) incorporan oxígeno en sus procesos metabólicos y, como resultado, pueden obtener mucho más trifosfato de adenosina (atp) por cada molécula de combustible que ingresa al sistema.
Sin embargo, todas las células hacen uso de la serie de diez pasos de reacciones conocidas colectivamente como glucólisis . en procariotas, este suele ser el único medio de obtener atp, la llamada "moneda de energía" de todas las células. en los eucariotas, es el primer paso en la respiración celular, que también incluye dos vías aeróbicas: el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones .
reacción de glucólisis
El producto final combinado de la glucólisis es dos moléculas de piruvato por molécula de glucosa que entran en el proceso, más dos moléculas de atp y dos de nadh, un llamado portador de electrones de alta energía.
La reacción neta completa de la glucólisis es:
c 6 h 12 o 6 + 2 nad + + 2 adp + 2 p → 2 ch 3 (c = o) cooh + 2 atp + 2 nadh + 2 h +
La etiqueta "net" es crítica aquí, porque en realidad, se necesitan dos atp en la primera parte de la glucólisis para crear las condiciones necesarias para la segunda parte, en la que se generan cuatro atp para llevar el balance general a un punto más. en la columna atp.
pasos de glucólisis
Cada paso en la glucólisis es catalizado por una enzima particular, como es costumbre en todas las reacciones metabólicas celulares. No solo cada reacción está influenciada por una enzima, sino que cada enzima involucrada es específica para la reacción en cuestión. por lo tanto, existe una relación uno a uno de reactivo-enzima.
La glucólisis se divide típicamente en dos fases que indican el flujo de energía involucrado.
Fase de inversión: las primeras cuatro reacciones de la glucólisis incluyen la fosforilación de la glucosa después de que ingresa al citoplasma celular; el reordenamiento de esta molécula en otro azúcar de seis carbonos (fructosa); la fosforilación de esta molécula en un carbono diferente para producir un compuesto con dos grupos fosfato; y la división de esta molécula en un par de intermediarios de tres carbonos, cada uno con su propio grupo fosfato unido.
Fase de pago: uno de los dos compuestos de tres carbonos que contienen fosfato creados en la división de fructosa-1,6-bisfosfato, fosfato de dihidroxiacetona (dhap), se convierte en el otro, gliceraldehído-3-fosfato (g3p), lo que significa que Existen dos moléculas de g3p en esta etapa para cada molécula de glucosa que ingresa a la glucólisis.
a continuación, estas moléculas se fosforilan, y en los siguientes pasos, los fosfatos se pelan y se usan para crear atp a medida que las moléculas de tres carbonos se reorganizan en piruvato. en el camino, dos nadh se generan a partir de nad + , uno por cada molécula de tres carbonos. por lo tanto, la reacción neta de arriba se satisface, y ahora puede responder con confianza a la pregunta, "al final de la glucólisis, ¿qué moléculas se obtienen?"
después de la glucólisis
En presencia de oxígeno en las células eucariotas, el piruvato se transporta a las orgánulas llamadas mitocondrias , que son todo acerca de la respiración aeróbica. el piruvato se separa de un carbono, que sale del proceso en forma de dióxido de carbono (co 2 ) del producto de desecho , y se deja como actetil coenzima a.
Ciclo de Krebs: en la matriz mitocondrial, el acetil coa se combina con el compuesto de cuatro carbonos oxaloacetato para producir el citrato de la molécula de seis carbonos. esta molécula se reduce de nuevo a oxaloacetato, con la pérdida de dos co 2 y la ganancia de uno atp, tres nadh y un fadh 2 (otro portador de electrones) por vuelta del ciclo. esto significa que necesita duplicar estos números para tener en cuenta el hecho de que dos acetil coa ingresan en el ciclo de Krebs por molécula de glucosa que ingresa a la glucólisis.
cadena de transporte de electrones: en estas reacciones, que ocurren en la membrana mitocondrial, los átomos de hidrógeno (electrones) de los portadores de electrones mencionados anteriormente se eliminan de sus moléculas portadoras que se utilizan para impulsar la síntesis de una gran cantidad de atp, aproximadamente 32 a 34 por aguas arriba "molécula de glucosa.