ESQUEMA DE LA GLUCÓLISIS
La respiración celular y la fermentación tienen una primera fase común, la glucólisis y así comienza el catabolismo de la glucosa. La glucólisis consiste en una serie de diez reacciones, cada una catalizada por una enzima determinada, que permite transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, el ácido pirúvico (El piruvato es el resultado de la glucólisis).
Destacar que la Glucólisis se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas animales y vegetales. Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa:
Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ → 2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
- Fosforilación Oxidativa: Se obtiene energía quimica en forma de ATP a partir de sustancias organicas, en este caso la glucosa.
- ATP: Es para el ser vivo cómo la gasolina para los coches. El trifosfato de adenosina (adenosín trifosfato, del inglés adenosine triphosphate o ATP) es un nucleótido o molécula orgánica fundamental en la obtención de energía celular.
Fase I (Inversión de ATP). La glucosa se transforma en 2 moléculas de gliceraldehído 3-fosfato, con dos etapas en las que se consume ATP. Es decir que en está fase no sólo no se produce energía, sino que se consumen dos moléculas de ATP.
Reacción 1 (Se precisa ATP): Primera inversión de ATP: Fosforilación de la glucosa por el ATP, formándose glucosa-6-fosfato con la participación de la enzima hexoquinasa. Implica el consumo de la primera molécula de ATP. Es una reacción irreversible, en las condiciones celulares.
Reacción 2: Isomerización de la glucosa 6-fosfato: La glucosa-6-fosfato se isomeriza a fructosa-6-fosfato con la participación de la enzima isomerasa. El objetivo de la isomerización es liberar el C-1 para que pueda ser también fosforilado en su grupo hidroxilo en la siguiente etapa. Es una reacción reversible, de modo que puede funcionar en las dos direcciones dependiendo de la concentración relativa de reactivos y productos.
Reacción 3 (Se precisa ATP): Segunda inversión de ATP: Nueva fosforilación, por el ATP, de la fructosa-6-fosfato que pasa a fructosa 1, 6-bifosfato con la participación de la enzima fosfofructoquinasa. Es una reacción irreversible.
Reacción 4: Fragmentación en dos triosas fosfato: Rotura de la molécula fructosa1-6-bifosfato en una molécula de gliceraldehído 3-fosfato y otra de dihidroxiacetona-fosfato, con la participación de la enzima aldolasa. Ambas sustancias son isómeros de función y se transforman espontáneamente una en otra. Es una reacción reversible.
Reacción 5: Isomerización de la dihidroxiacetona fosfato: Reacción catalizada por la enzima triosa fosfato isomerasa, que isomeriza la dihidroxiacetona fosfato (cetosa), a gliceraldehído 3-fosfato (aldosa), ya que la vía glicolítica sólo puede continuar con la aldosa. Es una reacción reversible.
Fase II (Producción). En esta fase, 2 moléculas de Gliceraldehído 3-fosfato se transforman en 2 moléculas de Piruvato. A la vez, se producen 2 NADH y 4 ATP.
Reacción 6: Formación del primer compuesto de energía elevada: El gliceraldehído 3-fosfato se oxida por el NAD+ al mismo tiempo que se produce una fosforilación en la que interviene el fosfato inorgánico formándose ácido 1,3-bifosfoglicérato, con la participación de la enzima glideraldehído 3-fosfato deshidrogenasa. Es de los pocos casos en los que la fosforilación se produce por el fosfato inorgánico y no por el ATP. Es una reacción reversible. En esta etapa se puede observar la dependencia de la ruta de la glicólisis de niveles adecuado de NAD+ para su funcionamiento. La ruta, en ausencia de NAD+, se detendrá.
Reacción 7: Primera fosforilación a nivel de sustrato: Reacción catalizada por la enzima fosfoglicerato-quinasa que transfiere el grupo fosforilo del 1,3- bifosfoglicerato al ADP para formar ATP y producir 3-fosfoglicerato. Es una reacción irreversible.
Reacción 8: Preparación para la síntesis del siguiente compuesto de energía elevada: Reacción catalizada por la enzima fosfoglicerato-mutasa que transfiere internamente el grupo fosforilo de la posición C-3 a la posición C-2 del fosfoglicerato. Es una reacción reversible.
Reacción 9: Formación del fosfoenolpiruvato, otro compuesto de energía elevada: El ácido 2-fosfoglicerato, se transforma en fosfoenolpiruvato, con la eliminación de una molécula de agua y la participación de la enzima enolasa. Es una reacción reversible.
Reacción 10: Segunda fosforilación: Reacción catalizada por la piruvato quinasa en la que el fosfoenolpiruvato transfiere su grupo fosforilo al ADP, en otra fosforilación a nivel de sustrato, produciendo ATP y piruvato. Es una reacción irreversible.