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7.2.2.1. Glucólisis

Glucólisis

La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en diez reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa (de seis átomos de carbono) en dos moléculas de piruvato (tres átomos de carbono cada una), capaces de seguir otras vías metabólicas y continuar produciendo energía para el organismo.

La glucólisis se produce en el citosol, no necesita oxígeno y se compone de varias reacciones químicas.

El rendimiento energético final de la glucólisis es de dos moléculas de ATP, ya que se consumen dos, pero se obtienen cuatro. Además, se forman dos moléculas de NADH, con poder reductor.

Fases de la glucólisis

La glucólisis se divide en dos fases principales y diez reacciones enzimáticas:

1. Fase de gasto energético o “fase de las hexosas” o “etapa preparativa”.

Esta primera fase de la glucólisis consta de cinco reacciones y consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato.

Es una etapa degradativa, no se produce oxidación. No se obtiene ATP, sino que se gastan 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

2. Fase de obtención de energía o “fase de triosas” o etapa “oxidativa”.

Consta de cinco reacciones en las que se reduce el NAD, que se transforma en NADH + H+, formándose 4 moléculas de ATP por trasferencia de grupos fosfato al ADP. Se obtiene una molécula de piruvato (forma ionizada del ácido pirúvico) por cada una de gliceraldehído, dos por cada glucosa.

Balance energético de la glucólisis

Casi todos organismos realizan la glucólisis, desde los procariotas a los seres pluricelulares. Se necesita utilizar dos moléculas de ATP para empezar, pero después se obtendrán dos moléculas de NADH y cuatro moléculas de ATP. Por lo que el balance energético final es de dos moléculas de NADH (que originarán más ATP en el caso de que se siga posteriormente un proceso de respiración) y dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

Recuerda: La ecuación global de la glucólisis es:

Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2 Pi → 2 ácido pirúvico + 2NADH + 2ATP + 2H+ + 2H2O

Por cada molécula de glucosa se ha obtenido:

  • 2 moléculas de ácido pirúvico.
  • 2 moléculas de ATP (4-2).
  • 2 moléculas de NADH.

Si la glucosa proviene del glucógeno, viene en forma de glucosa-6-fosfato, y se produce un ATP más, ya que la glucosa no se tiene que fosforilar.

Glucolisis:
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH

Etapas clave de la glucólisis

Una de las etapas más importantes de la glucólisis es la etapa 6 (en algunos libros aparece dentro de la etapa 5), en la que se obtiene NADH. Si el NADH no se vuelve a oxidar, la ruta se detendrá. Según la disponibilidad de oxígeno se podrá oxidar de dos formas:

  • En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico, que los llevará hasta el oxígeno (O2), obteniéndose agua y regenerándose NAD+, que se volverá a utilizar en la glucólisis. Después, el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transforma en grupos acetilo, que formarán el acetil coenzima A (acetil-CoA), que intervendrá en la respiración celular.
  • En condiciones anaerobias, en células en condiciones de anoxia (sin O2, como ocurre en el músculo en condiciones anaerobias), el NADH se oxida a NAD+ mediante la reducción del ácido pirúvico. La obtención de energía en condiciones anaeróbicas se denomina fermentación, (siendo el aceptor último de los electrones un compuesto orgánico) y tiene lugar en el citosol.

Lo que tienes que recordar de la glucólisis:

  • Se produce en el citoplasma.
  • Se obtiene ATP por fosforilación a nivel de sustrato.
  • Su eficacia energética es baja (2 ATP por cada molécula de glucosa).
  • Genera poder reductor (2 NADH).
  • Suministra a la célula precursores metabólicos.
  • No requiere la presencia de oxígeno.

Funciones de la glucólisis

Las funciones de la glucólisis son:

  • La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).
  • La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.
  • La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Galicia, Septiembre de 2018, opción A, cuestión 2.

Desarrolle brevemente el proceso de glucólisis e indique:

a) ¿con qué compuesto comienza y con qué finaliza?

b) ¿dónde tiene lugar?

c) ¿qué se genera?

d) ¿para qué sirve?

Murcia, Junio de 2019, opción A, cuestión 3.

Conteste los siguientes puntos:

a) ¿Qué vía metabólica es la siguiente? (0,25 puntos):

Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O

b) ¿En qué compartimento celular se produce? (0,25 puntos).

c) Explique los posibles destinos metabólicos que puede tener el piruvato producido (1 punto).

Castilla La Mancha, Julio de 2020, bloque 2.4

La glucólisis es uno de los procesos metabólicos que antes aparecieron en el planeta.

a. Justifique si se trata de un proceso anabólico o catabólico y aerobio o anaerobio.

b. ¿Dónde se localiza en la célula eucariota? ¿Cuáles son sus TRES productos finales?

c. En condiciones anaeróbicas, explique qué vía metabólica pueda seguir el piruvato.

País Vasco, Julio de 2020, prueba extraordinaria, pregunta 2B

Rutas metabólicas: glicolisis y gluconeogénesis.

a) (1 punto) Describe con la ayuda de un dibujo o esquema en qué consiste la glicolisis. Indica las moléculas que participan al principio y al fin de la ruta, en qué lugar de la célula se produce y si es anabólica o catabólica.

b) (1 punto) Describe con la ayuda de un dibujo o esquema en qué consiste la gluconeogénesis. Indica las moléculas que participan al principio y al fin de la ruta, en qué lugar de la célula se produce y si es anabólica o catabólica.

c) (0,5 puntos) ¿Pueden darse simultáneamente ambas rutas o son incompatibles? Razona tu respuesta.

Castilla y León, Junio de 2021, pregunta 3

3. En relación a la glucólisis:

a) ¿Es un proceso anabólico o catabólico? Razone la respuesta. (0,4)
b) ¿Cuál es el producto final que se obtiene y cuál es el balance de ATP y poder reductor? (0,6)
c) ¿En qué compartimento tiene lugar? (0,2)
d) Indicar los dos destinos que puede seguir el producto final que se obtiene en la glucólisis y las diferencias que hay entre ellos en cuanto a la necesidad de oxígeno y producción de ATP). (0,8)

Murcia, Julio de 2021, pregunta 2.4

En lo referente a la glucolisis:

a) Explique razonadamente si es un proceso anabólico o catabólico (0,35 puntos).
b) Indique cuáles son los productos de este proceso metabólico y su localización a nivel celular (0,75 puntos).
c) Explique cómo se produce la síntesis de ATP en la glucolisis (0,4 puntos).

Ideas fundamentales sobre la glucólisis

Glucólisis

  • La glucólisis es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.
  • A partir de glucosa (de seis átomos de carbono) se obtienen dos moléculas de piruvato (tres átomos de carbono cada una), dos moléculas de ATP, y dos moléculas de NADH, con poder reductor.
  • Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH
  • La glucólisis se produce en el citosol.
  • No necesita oxígeno.
  • El piruvato obtenido puede tener dos destinos:
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