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Glucolisis - Resumen de la glucólisis, La glucosa se fosforila en la célula por varios motivos, Regulación glucolisis
5. Resumen de la glucólisis:
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD^+ ---------> 2 Piruvato + 2H2O + 2 ATP + 2
NADH
Por cada molécula de glucosa que es degradada a piruvato y agua, la
energía química obtenida se almacena en dos moléculas de
ATP y dos moléculas de NADH.
Cada NADH, al oxidarse, rinde 3 ATP.
Y cada FADH,
6. La glucosa se fosforila en la célula por varios motivos.
En primer lugar, para elevar su energía y hacer
termodinamicamente favorables las reacciónes de la glucólisis.
También debe estar fosforilada para poder participar
en la formación de glucógeno en animales y de sacarosa y
almidón en plantas.
Por último, al estar fosforilada la glucosa no puede
salir de la célula, ya que esta cargada y no puede atravesar la
membrana. Por lo tanto, no es necesario gastar
energía en mantener una concentración elevada de glucosa en el
interior celular. De no estar fosforilada, la glucosa
podría salir facilmente de la célula mediante transporte
facilitado a favor de gradiente y debería gastarse energía en
mantenerla en el interior celular introduciéndola mediante transporte
activo.
7. La Fosforilación oxidativa es el proceso de formar ATP mediante
reacciones Rédox(
Óxido-reducción), el fósforo inorganico que se
acopla al ADP proviene de reacciones de oxidación biológica.
8. en la primera reacción de
laglucólisis la enzima hexoquinasa adiciona un grupo fosfato al carbono
6 de la glucosa, que se transforma así en glucosa-6-fosfato. Su función es la de atrapar la glucosa en el citosol
intracelular puesto que el fosfato, por lo general, es muy impermeable a la
membrana celular
9. En condiciones aeróbicas el piruvato es transportado mediante
una permeasa específica al mitocondria, donde sufre una
descarboxilación oxidativa catalizada por el complejo
multienzimatico piruvato deshidrogenasa que da origen
a CH3-CO-CoA (acetil-CoA) que se degrada en el Ciclo de Krebs.
En condiciones anaeróbicas, en levadura, el NAD+ se
regenera a través de la transformación de piruvato en etanol,
ingrediente activo en vinos y licores. Las levaduras producen etanol y
CO2 mediante dos reacciones enzimatica
En el músculo, en periodos de alta actividad en
los cuales la demanda de ATP es alta y el oxígeno ha sido consumido, la
lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la reducción del piruvato a L-lactato. El ciclo de Cori
involucra la utilización del
lactato producido por tejidos no-hepaticos (músculo y
eritrocitos) como
fuente de carbono para la gluconeogénesis hepatica. De esta forma el hígado transforma el lactato, producto de
la glicólisis, en glucosa para ser utilizada en tejidos
no-hepaticos. El ciclo es un consumidor
neto de energía, gasta 4 ATP mas que losproducidos en la
glicólisis. Por ello el ciclo no puede sostenerse en
forma indefinida. 10. Regulación
El efecto Pasteur
Artículo principal: Efecto Pasteur
El efecto Pasteur es la visualización del poder que posee
el O2 en la fermentación mediada por levadura, que fue descubierto por
Luis Pasteur al observar la relación entre la tasa de
fermentación y la existencia de aire. El
determinó que éstas tenían una relación inversa, y
ademas observó que en condiciones aeróbicas, las
células de levadura aumentaban y la fermentación
disminuía.
De esta manera, el efecto Pasteur fue una de las primeras observaciones que
alguien realizó al proceso de la glucólisis de manera indirecta,
pero observando que el metabolismo primario de glucosa se podía realizar
con presencia o ausencia de oxígeno, y que en este último ocurre
la fermentación alcohólica.
Regulación del sustrato
Véase también: Transportador de glucosa
La membrana plasmatica de las células es impermeable a la
glucosa. Para llevarla dentro de ella utiliza transportadores especiales llamados GLUT, de
los cuales hay diferentes tipos y algunos especializados para cada
célula.
Regulación de la actividad enzimatica
Regulación glucolisis
La glucólisis se regula enzimaticamente en los tres puntos
irreversibles de esta ruta, esto es, en la primera reacción (G →
G-6P), por medio de lahexoquinasa; en la tercera reacción (F-6P →
F-1,6-BP) por medio de la PFK1 y en el último paso (PEP →
Piruvato) por la piruvato quinasa.
La hexoquinasa es un punto de regulación poco
importante, ya que se inhibe cuando hay mucho G-6P en músculo. Es un punto poco importante ya que el G-6P se utiliza para
otras vías.
La fosfofructoquinasa-1 es la enzima principal de la regulación de la
glucólisis, actúa como una llave de agua, si esta activa
cataliza muchas reacciones y se obtiene mas Fructosa 1,6 bisfosfato, lo
que permitira a las enzimas siguientes transformar mucho piruvato. Si esta inhibida, se obtienen bajas concentraciones de
producto y por lo tanto se obtiene poco piruvato. Esta enzima es
controlada por regulación alostérica mediante: Por un lado se
activa gracias a niveles energéticos elevados de ADP y AMP, inhibiendose
en abundancia de ATP y citrato, y por otro se activa en presencia de un
regulador generado por la PFK2 que es la Fructosa-2 -Bisfosfato
(F-2,6-BP), que no es un metabolito ni de la glucolisis ni de la
gluconeogénesis, sino un regulador de ambas vías que refleja el
nivel de glucagón en sangre.
La lógica de la inhibición y activación son las siguientes
ATP: inhibe esta enzima pues si hay una alta concentración de ATP
entonces la célula no necesita generar mas.
Citrato: Si la concentración de citrato es altael Ciclo de Krebs va mas despacio de lo que el sustrato (acetil-CoA)
llega para degradarse, y la concentración de glucosa sera
mas alta. En el Ciclo de Krebs se produce mucho NADH y FADH2, para que
funcionen se han de reoxidar en la cadena de
transporte electrónico creando gradiente de protones, si el gradiente no
se gasta los coenzimas no se reoxidan y el Ciclo de Krebs se para.
AMP, ADP: la alta concentración de estas
moléculas implica que hay una carencia de ATP, por lo que es necesario
realizar glucólisis, para generar piruvato y energía.
La piruvatoquinasa se regula distintamente según el tejido en el que
trabaje, pero en hígado se inhibe en presencia de ATP y Acetil
Coenzima-A (Acetil-CoA), y se activa gracias de nuevo ante la F-1 -BP y la concentración de fosfoenolpiruvato.
Regulación hormonal
Al aumentar la glucosa en la sangre, después de una comida, las
células beta del pancreas estimulan la
producción de insulina, y ésta a su vez aumenta la actividad de
la glucocinasa en los hepatocitos.
Las concentraciones altas de glucagon y las bajas de insulina disminuyen la
concentración intracelular de fructosa 2
bisfosfato. Esto trae por consecuencia la disminución
de la glucólisis y el aumento de la gluconeogenésis.
11.
12- el pirúvato pasa del citoplasma al interior de la
mitocondria por medio de un porina en lamembrana externa de la mitocondria. La
piruvato translocasa permite el transporte del piruvato del espacio
intermembranal al interior de la mitocondria (a la matriz); al mismo tiempo que
se transporta un protón en la misma dirección (simporte)
Valores energéticos cercanos a 0.85 indican existencia de equilibrio
entre los procesos que generan ATP con respecto a los que lo utilizan.
Valores inferiores a 0.85 activan los procesos generadores de
ATP.
Este hecho nos indica que el estado energético celular esta
controlado dentro de unos margenes muy estrictos, existiendo homeostasis
del
estado energético celular.
Carga energética: es la relación existente entre las
concentraciones de ATP y ADP, lo cual es equivalente a la relación entre
las concentración de NAD y NADH, H
Al darse una carga energética baja (por ejemplo en condiciones
fisiológicas de ayuno), se refleja que la producción de ATP es
menor que el consumo, por lo que algunas enzimas se ven estimuladas para que
aumenten el flujo de sustrato a través de la ruta, lo que produce un
aumento en la producción de ATP.
Al darse una carga energética alta se refleja
que la producción de ATP es mayor que el consumo, lo cual inhibe a
ciertas enzimas para que disminuyan el flujo de sustrato a través de la
ruta, lo que provoca una disminución de la producción de ATP.
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