INFORME: GLUCOLISIS Y CICLO DE KREBS

INFORME: GLUCOLISIS Y CICLO DE KREBS

Estudiante:

Enith Elena Castro Rojas

Docente:

John Munera

Curso:

Química III

Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Ingeniería Ambiental

Medellín

2020

LA GLUCOLISIS Y EL CICLO DE KREBS

1. Introducción

Todos los organismos en el planeta necesitan una fuente de energía, la forma de obtenerla puede varias entre especies, pero independientemente de donde se obtenga, esta debe ser transformada a través de rutas metabólicas, que permitirán que se den las reacciones necesarias para el sustento de la vida. Las rutas metabólicas conllevan procesos específicos que hacen parte de toda una cadena de reacciones químicas al interior y al exterior de las células, permitiendo la transformación de aminoácidos, proteínas y carbohidratos.

El glucolisis y el ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo del ácido cítrico, son procesos de reacciones que liberan energía a raíz de un sustrato o reactivo; en el caso del glucolisis el sustrato es la glucosa, mientras que el ciclo de Krebs se da a través de una sucesión de reacciones a partir de CoA (Coenzima A); ambas reacciones son de vital importancia para los organismos vivos, actúan principalmente en el proceso de respiración celular.

La energía que interactúa en los procesos de glucolisis y en el ciclo de Krebs es transformada, es decir que un sustrato, utilizado como combustible para el proceso, libera de alguna manera un producto que puede utilizar la célula en otras reacciones. La energía química asequible en un combustible metabólico como la glucosa se puede convertir en el proceso de la glucólisis en otra forma de energía química, el ATP. En el músculo esquelético, la energía química presente en los enlaces fosfato ricos en energía del ATP se puede convertir en energía mecánica durante el proceso de la contracción muscular (Jiménez, 2012). De esta manera se producen reacciones continuas en un organismo, en la que cada una presenta un papel de gran importancia, para que sean posibles las funciones dentro de cada ser vivo.

1. Glucolisis

El proceso de respiración de la célula se da gracias a un conjunto de reacciones catalizadas eficientemente por diferentes enzimas; la glucolisis está formada por 10 de estas reacciones localizadas en el citoplasma, proporciona materia prima tanto para el proceso de respiración como para el proceso de fermentación.

En la Figura 2. Se muestra el proceso de glucolisis y fermentación de manera general.

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Figura 2. Glucolisis y fermentación
Fuente: (Jiménez, 2012).

La glucolisis es una serie de reacciones que extrae energía a partir de la glucosa, esta molécula se rompe en dos moléculas de tres carbonos, llamada piruvato. La glucolisis es un mecanismo dentro del proceso del metabolismo, se da en la gran mayoría de organismos vivos. Este proceso hace parte de la respiración celular, pero no necesita oxígeno para que se dé, por lo cual, también se lleva a cabo en organismos anaerobios.

En los eucariontes, la glucólisis y la fermentación tienen lugar en el citoplasma por fuera de la mitocondria; la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico y la cadena respiratoria operan en asociación con la mitocondria. En los procariontes, la glucólisis, la fermentación y el ciclo del ácido cítrico ocurren en el citoplasma; y la oxidación del piruvato y la cadena respiratoria operan en asociación con la membrana plasmática. (Jiménez, 2012).

Los diez pasos de la glucosis se muestran a continuación:

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Figura 2. Glucolisis
Fuente: (Khan Academy, s.f.)

1. El ATP transfiere un grupo fosfato a la glucosa, formando glucosa-6-fosfato. La enzima que cataliza la reacción es la fosfohexosa isomerasa.
2. La glucosa-6-fosfato se reorganiza, formando su isómero fructosa-6-fosfato. La reacción es catalizada por la enzima fosfofructocinasa
3.  Un grupo fosfato se transfiere del ATP a la fructosa-6-fosfato y se produce fructosa-1,6-bifosfato. Este paso lo cataliza la enzima aldosa.
4. La fructosa-1,6-bifosfato se rompe para generar dos azúcares de tres carbonos: la dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y el gliceraldehído-3-fosfato. Estas moléculas son isómeros el uno del otro, la molécula que continua en la glucolisis es gliceraldehído-3-fosfato. La enzima que cataliza la reacción es la isomerasa.
5. El DHAP se reorganiza para formar su isómero gliceraldehído-3-fosfato. La enzima que cataliza la reacción es la Triosa fosfato deshidrogenasa.

En las primeras cinco reacciones de la glucolisis es donde se invierte energía, mientras que las otras cinco reacciones restantes son de obtención de energía.

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Figura 3. Glucolisis
Fuente: (Khan Academy, s.f.)

1. Dos semirreaciones ocurren simultáneamente: 1) la oxidación del gliceraldehido-3-fosfato (uno de los azúcares de tres carbonos que se forma en la fase inicial), y 2) la reducción NAD+ en NADH y H+. La reacción general es exergónica y libera la energía que luego se usa para fosforilar la molécula, lo que forma 1,3-bifosfoglicerato. La enzima que cataliza la reacción es la Fosfoglicerato cinasa.
2.  Uno de los grupos fosfatos del 1,3-bifosfoglicerato se transfiere al ADP, transformándolo en ATP, lo que produce una molécula de 3-fosfoglicerato.
3. El 3-fosfoglicerato se reorganiza, convirtiéndose en su isómero, el 2-fosfoglicerato. La enzima que cataliza la reacción es la enolasa.
4. La molécula de 2-fosfoglicerato pierde agua, convirtiéndose en fosfoenolpiruvato (PEP). La enzima que cataliza la reacción es la Piruvato cinasa.
5. La molécula de PEP transfiere su fosfato al ADP, formando la segunda molécula de ATP. Al perder su fosfato, PEP se convierte en Piruvato, este es el producto final de la glucolisis

El complejo piruvato deshidrogenasa cataliza tres reacciones: 1) El piruvato es oxidado al grupo acetilo, liberando una molécula de CO2 y considerable energía; 2) parte de esta energía es capturada cuando el NAD+ se reduce a NADH + H+ , y 3) la energía restante es capturada cuando el grupo acetilo se combina con la coenzima A, dando acetil CoA. (Jiménez, 2012).

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