Ensayo de citologia

INTRODUCCION

La célula hablando termodinámicamente es un sistema abierto, se necesita el metabolismo energético para que la célula pueda obtener energía. Puede obtenerse de la oxidación de nutrientes orgánicos catalizados por enzimas, pero no es la única vía, la glicolisis es una ruta metabólica que a partir de glucosa o proteínas la célula genera energía en una fase sucesiva de 10 reacciones enzimáticas. En las siguientes hojas se tratará de explicar de manera breve las 10 reacciones divididas en dos fases para dar paso al ciclo de Krebs.

DESARROLLO

Las células obtienen energía a partir de la degradación de nutrientes orgánicos. El carbono e hidrogeno pueden utilizarse como combustibles, en presencia de oxígeno, es un oxidante, tiende a atraer electrones y reducirse. La forma más estable del carbono es el CO2, y la del hidrogeno es el H2O, por consiguiente, una célula puede obtener energía de la molécula de glucosa o de las proteínas, permitiendo que sus átomos de carbono o hidrogeno se combinen con oxigeno produciendo CO2 y H2O, sin embargo, las células no oxidan las moléculas de carbono e hidrogeno en un solo paso, antes pasan a través de la acción de catálisis enzimática. Las enzimas son catalizadores proteicos, aceleran las reacciones reduciendo la energía de activación para pasar de substrato a producto. Las células obtienen energía a partir de la combustión de glucosa, es decir, la queman mediante vías de reacciones dirigidas por enzimas. Las reacciones de degradación o catabólicas proporcionan energía, se libera ATP. Son reacción exergonicas (liberan energía).  El ATP dador de energía, impulsa reacciones químicamente diferentes necesarias para la célula.

Las proteínas, los lípidos y los polisacáridos son degradados enzimáticamente a moléculas menores en tres etapas. La digestión o fase 1, ocurre en el intesto. Las moléculas poliméricas son degradas a subunidades monoméricas. La fase 2 ocurre en el citoplasma, las subunidades monoméricas penetran la célula, donde sufren una degradación. El carbono e hidrogeno de los azucares se transforman en piruvato, que posteriormente penetra en las mitocondrias, donde se transforma en los grupos acetilo del acetil coenzima A. En la fase 3 ocurre en la mitocondria, el grupo acetilo del acetil CoA se degrada hasta CO2 y H2O.

La glicolisis si es que en el sistema ingresa glucosa u otra hexosa y glucolisis si es que en el sistema exclusivamente ingresa glucosa.

La glucolisis es la ruta central del catabolismo de la glucosa, las células aerobias utilizan la glucosa como principal fuente de energía metabólica a través de la glucolisis. Muchos microorganismos anaeróbicos pueden producir ATP en ausencia de oxígeno, realizan la fermentación, mecanismo más antiguo para obtener energía a partir de la degradación de glucosa u otros nutrientes orgánicos en condiciones anaeróbicas. Pero existen organismos que no tiene acceso a la glucosa y deben fabricarla de otras fuentes. Los organismos fotosintéticos fabrican glucosa reduciendo el dióxido de carbono atmosférico en triosas para, y seguidamente convertir éstas en glucosa.

En la glucolisis, la conversión de una molécula de glucosa con seis átomos de carbono en dos moléculas de piruvato, de tres átomos de carbono cada una, se genera a través de 10 reacciones enzimáticas. Pueden considerarse dos diferentes fases: la fase preparatoria y la fase de beneficios. Por cada molécula de glucosa se consumen dos de ATP en la fase preparatoria y se producen cuatro de ATP en la fase de beneficios. Las primeras cinco reacciones componen la fase preparatoria. Por cada molécula de glucosa que pasa a través de la fase preparatoria se forman dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato; ambas pasan a la fase de beneficios. Como paso 1 de la glucolisis, la glucosa es inactiva, no es reactiva, no se metaboliza y si no se metaboliza se puede perder fácilmente en fluidos; orina, lagrimas o sudor. La glucosa es activada en la célula, convirtiéndose en su forma reactiva la glucosa 6-fosfato, para fosforilar (la fosforilación se produce de manera que la glucosa ya no pueda salir del medio interno celular) a la glucosa se tiene que someter a la acción de una quinasa, las quinasas son las que “pegan” fósforos, la hexoquinasa o glucoquinasa regulan cuanta glucosa ingresa al metabolismo, la glucosa que se ha activado si el organismo lo requiere lo reduce o lo oxida, pero previamente activado, si no está activa el proceso no continua. Para esta fosforilación se requiere de un fosforo, que es donado por una molécula de ATP (el ATP es energía el ADP no, el nucleótido tiene que estar trifosforilado para ser considerado enlace de alta energía), de su estructura donara uno de sus fósforos dejando a la molécula difosforilada con el fosforo incluido en su carbono número 6, la D-glucogeno 6-fosfato ya está en su forma activa, ya es reactiva, puede continuar metabolizando en la célula, la glucosa se sigue oxidando. Como paso 2 la D-glucosa 6-fosfato se convierte en D-fructosa 6-fosfato, de glucosa a fructosa, como paso 3 la D-fructosa 6-fosfato se transforma en una estructura que presenta doble fosforilación y es la fructosa 1,6 bisfosfato, en esta reacción nuevamente sucede el ingreso de un fosforo, y este fosforo es donado por otra molécula de ATP. en este sistema si nuevamente ingresa un fosforo, el ATP dejará uno de los fósforos de su estructura quedando ahora la molécula como ADP, ese fosforo será incluido en el carbono 1 de la fructosa, por eso se da lugar a la formación de la fructosa 1,6 difosfato, por eso hay una doble fosforilazion, de esto se encarga otra enzima que presenta sistema regulador, la enzima fosfofructoquinasa PFK. La fosfofructoquinasa es irreversible, es una enzima de tipo reguladora, esta enzima si es una enzima reguladora propiamente dicha de la glicolisis, si esta enzima se inhibiera, el proceso de la glicolisis se detiene. Principal enzima reguladora de la glicolisis. Como paso 4 la fructosa 1.6 bisfosfato se parte dando dos moléculas de tres carbonos, la dihidroxiacetona fosfato y el gliceraldehído 3-fosfato; como paso 5 la dihidroxiacetona fosfato se isomeriza a una segunda molécula de gliceraldehído 3-fosfato, como paso 6 tiene lugar la fase de beneficios de la glucolisis, cada molécula de gliceraldehído 3-fosfato se oxida y fosforila por fosfato inorgánico (no por ATP) formando 1,3-bisfosfoglicerato. Como paso 7 a 10 la conversión de las dos moléculas de 1,3.bisfofsfoglicerato en dos moléculas de piruvato se libera energía. El uso de 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa utilizada.

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