¿Cómo ocurre la glucólisis?

Glucólisis es el proceso bioquímico universal que convierte un nutriente (el azúcar de seis carbonos glucosa) en energía utilizable (ATP o trifosfato de adenosina). La glucólisis tiene lugar en el citoplasma de todas las células vivas, y se mantiene fluyendo mediante una ráfaga de enzimas glucolíticas específicas.

Si bien el rendimiento energético de la glucólisis es, molécula por molécula, mucho menor que el obtenido con la respiración aeróbica: dos ATP por molécula de glucosa consumida solo para la glucólisis vs. 36 a 38 para todas las reacciones de la respiración celular combinadas; sin embargo, es una de las más omnipresentes y Procesos confiables en el sentido de que todas las células lo usan, incluso si no todas pueden depender únicamente de él para su energía. necesidades.

La glucólisis es un proceso anaeróbico, lo que significa que no requiere oxígeno. Tenga cuidado de no confundir "anaeróbico" con "ocurre sólo en organismos anaeróbicos". Glucólisis ocurre en el citoplasma de células procariotas y eucariotas.

Comienza cuando la glucosa, que tiene la fórmula C₆H₁₂O₆ y una masa molecular de 180,156 gramos, se difunde en una célula a través de la membrana plasmática por su gradiente de concentración.

Cuando esto sucede, el carbono de glucosa número seis, que se encuentra fuera del anillo hexagonal primario de la molécula, se fosforila inmediatamente (es decir, tiene un grupo fosfato unido a él). La fosforilación de la glucosa hace que la molécula glucosa-6-fosfato (G6P) sea eléctricamente negativa y, por lo tanto, la atrapa dentro de la célula.

Después de otras nueve reacciones y una inversión de energía, aparecen los productos de la glucólisis: dos moléculas de piruvato (C₃H₈O₆) más un par de iones de hidrógeno y dos moléculas de NADH, un "portador de electrones" que es crucial en las reacciones "posteriores" de la respiración aeróbica, que ocurren en las mitocondrias.

La ecuación neta para las reacciones de la glucólisis se puede escribir así:

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄O₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Aquí, Pi representa fosfato libre y ADP significa difosfato de adenosina, el nucleótido que actúa como precursor directo de la mayor parte del ATP en el cuerpo.

Después de que se forma G6P en el primer paso de la glucólisis bajo la dirección de la enzima hexoquinasa, la molécula se reordena sin pérdida o ganancia de átomos en fructosa-6-fosfato, otro derivado del azúcar. Luego, la molécula se fosforila nuevamente, esta vez en el carbono número 1. El resultado es fructosa-1,6-bifosfato (FBP), un azúcar doblemente fosforilado.

Si bien este paso requiere un par de ATP como fuente de las fosforilaciones que ocurren aquí, estas no se muestran en la ecuación de glucólisis general porque son cancelados por dos de los cuatro ATP producidos en la segunda parte de glucólisis. Por lo tanto, la producción neta de dos ATP realmente significa una "compra" inicial de dos ATP para producir cuatro ATP en total al final del proceso.

La FBP de seis carbonos, doblemente fosforilada, se divide en un par de moléculas de tres carbonos, simplemente fosforiladas, una de las cuales se reorganiza rápidamente en la otra. Así, la segunda parte de la glucólisis comienza con la producción de un par de moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (GA3P).

Es importante destacar que todo lo que sucede a partir de este momento se duplica con respecto a la reacción general. Por lo tanto, como cada molécula de GA3P se reorganiza sistemáticamente en piruvato mientras se produce la producción de dos ATP y un NAD, el recuento total aumenta al doble. Al final de la glucólisis, dos piruvatos están listos para ser enviados hacia las mitocondrias siempre que haya oxígeno presente.

• Si el oxígeno es limitado, como durante el ejercicio intenso, fermentación ocurre. El piruvato se convierte en lactato, que genera suficiente NAD + para permitir que continúe la glucólisis.