Qué es la glucólisis
La glucólisis o glicólisis es una serie de reacciones químicas que usan las células para obtener energía a partir de la degradación de la glucosa. También recibe el nombre de via de Embden-Meyerhof, quienes fueron los científicos que la descubrieron.
La glucosa entra a la célula atravesando la membrana celular, y en el citoplasma se lleva a cabo la glicólisis, tanto en las células procariotas como en las células eucariotas. Es una vía catabólica, porque se rompe la molécula de glucosa para producir energía en forma de ATP (adenosintrifosfato).
En el proceso glicolítico, se produce la oxidación de la glucosa sin la participación del oxígeno. La glucólisis consta de 10 reacciones químicas, que transforman un compuesto de seis carbonos, la glucosa, en dos moléculas de tres carbonos, el piruvato.
Esquema simplificado de la glucólisis. NAD+: nicotinamida adenin dinucleótido oxidado; NADH: nicotinamida adenin dinucleótido reducido; ADP: adenosindifosfato; ATP: adenosintrifosfato.
La ecuación general de la glucólisis es la siguiente:
En la glucólisis se consumen:
- 1 molécula de glucosa.
- 2 moléculas de adenosintrifosfato (ATP).
- 4 moléculas de adenosindifosfato (ADP)
- 2 moléculas de nicotinamida adenindinucleótido oxidado (NAD+).
- 2 fosfatos (PO4).
En la glucólisis se producen:
- 4 moléculas de ATP,
- 2 moléculas de nicotinamida adenindinucleótido reducido (NADH).
- 2 moléculas de piruvato.
El piruvato puede pasar luego al ciclo de Krebs en la respiración aerobia o a la fermentación, el ATP se usará en otras reacciones celulares y el NADH puede pasar a la mitocondria para producir más ATP..
Vea también:
Reacciones de la glucólisis
Paso 1 Fosforilación de la glucosa: en esta reacción, la enzima glucokinasa (o hexokinasa en algunos tejidos) favorece la adición de un grupo fosfato proveniente del ATP al carbono 6 de la glucosa, formando glucosa 6-fosfato y ADP.
Paso 2 Conversión de glucosa 6-fosfato: la enzima fosfohexosa isomerasa transforma a la glucosa 6-fosfato en fructosa 6-fosfato.
Paso 3 Fosforilación de la fructosa 6-fosfato: la fosfofructokinasa transfiere un grupo fosfato de un ATP al carbono 1 de la fructosa 6-fosfato, formando fructosa 1,6-bifosfato y ADP.
Paso 4 Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato: la fructosa 1,6-bifosfato se rompe en dos moléculas diferentes de tres carbonos, dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato, gracias a la aldolasa.
Paso 5 Conversión de dihidroxiacetona fosfato: para continuar el proceso de la glucólisis, la dihidroxiacetona fosfato tiene que transformarse a gliceraldehído 3-fosfato. A partir de este paso, ahora hay dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato que continúan a la par con las reacciones siguientes.
Paso 6 Fosforilación y oxidación del gliceraldehído 3-fosfato: el gliceraldehído 3-fosfato se oxida al perder dos hidrógenos, que pasan al NAD+, formando NADH + H+. Al mismo tiempo, gana un grupo fosfato a partir de fosfato inorgánico (PO43-). La enzima que cataliza este paso es la Gliceraldehído fosfato deshidrogenasa y el producto que continúa en el siguiente paso es 1,3-bifosfoglicerato.
Paso 7 Formación de ATP: el 1,3-bifosfoglicerato es una molécula con alto nivel energético al poseer dos grupos fosfatos. Un grupo fosfato se transfiere al adenosindifosfato (ADP) para formar el primer ATP del proceso de la glucólisis por acción de la Fosfoglicerato kinasa.
Paso 8 Cambio de lugar de grupo fosfato: el 3-fosfoglicerato tiene su grupo fosfato en el carbono 3, por lo que hay que mudar ese grupo fosfato al carbono 2. Esto lo realiza la enzima Fosfoglicerato mutasa y el producto es el 2-fosfoglicerato.
Paso 9 Deshidratación de 2-fosfoglicerato: la enolasa es la enzima que cataliza la pérdida de una molécula de agua del 2-fosfoglicerato para formar fosfoenolpiruvato, que tiene un potencial más alto de transferir grupo fosfato.
Paso 10 Formación de ATP: este es el último paso de la glucólisis, donde la piruvato kinasa transfiere el grupo fosfato del fosfoenolpiruvato a un ADP, para formar ATP y piruvato.
En la siguiente tabla te resumimos los diez pasos de la glucólisis con sus enzimas y productos.
| Paso | Reactantes | Enzima | Productos |
|---|---|---|---|
| 1 | Glucosa + ATP | Glucokinasa (hexokinasa) | Glucosa 6-fosfato + ADP |
| 2 | Glucosa 6-fosfato | Fosfohexosa isomerasa | Fructosa 6-fosfato |
| 3 | Fructosa 6-fosfato + ATP | Fosfofructokinasa | Fructosa 1,6-bifosfato |
| 4 | Fructosa 1,6-bifosfato | Aldolasa | Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído 3-fosfato |
| 5 | Dihidroxiacetona fosfato | Triosa fosfato isomerasa | Gliceraldehído 3-fosfato |
| 6 | Gliceraldehído 3-fosfato + NAD+ | Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa | 1,3-bifosfoglicerato +NADH + H+ |
| 7 | 1,3-bi fosfoglicerato + ADP | Fosfoglicerato kinasa | 3-fosfoglicerato + ATP |
| 8 | 3-fosfoglicerato | Fosfoglicerato mutasa | 2-fosfoglicerato |
| 9 | 2-fosfoglicerato | Enolasa | Fosfoenolpiruvato + H2O |
| 10 | Fosfoenolpiruvato + ADP | Piruvato kinasa | Piruvato + ATP |
Referencias
Chaudhry, R.,Varacallo, M. (2021) Biochemistry, Glycolysis. En: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482303/
Nelson, D.L., Cox, M.M., Hoskins, A.A. (2021) Lehninger Principles of Biochemistry. 8th ed. Macmillan Learning. Boston.