Glucólisis

Qué es la glucólisis

La glucólisis es un proceso metabólico fundamental en el que una molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de piruvato, generando energía en forma de ATP y NADH. Este proceso es esencial para la respiración celular, tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas, y ocurre en el citoplasma de todas las células eucariotas y procariotas.

¿Dónde ocurre la glucólisis?

La glucólisis se lleva a cabo en el citoplasma celular, independientemente de la disponibilidad de oxígeno. Esto permite que el proceso sea funcional en células que carecen de mitocondrias o en condiciones donde el oxígeno es limitado.

Fases de la glucólisis

El proceso de glucólisis se divide en dos fases principales:

• Fase de inversión de energía: La glucosa se fosforila y se convierte en fructosa-1,6-bisfosfato, consumiendo dos moléculas de ATP.
• Fase de generación de energía: La fructosa-1,6-bisfosfato se divide en dos moléculas de triosa fosfato, generando ATP y NADH como productos energéticos.

Etapas de la glucólisis

La glucólisis consta de diez pasos o reacciones, cada una catalizada por enzimas específicas. Las principales etapas de la glucólisis incluyen:

1. Fosforilación de la glucosa (hexoquinasa).
2. Isomerización a fructosa-6-fosfato (fosfohexosa isomerasa).
3. Fosforilación a fructosa-1,6-bisfosfato (fosfofructoquinasa-1).
4. División en triosas fosfato (aldolasa).
5. Interconversión de triosas (triosa fosfato isomerasa).
6. Generación de NADH y ATP (gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa y fosfoglicerato quinasa).
7. Reacciones de reordenamiento y generación de piruvato (enolasa y piruvato quinasa).

Glucólisis aeróbica y anaerobia

En función de la disponibilidad de oxígeno, la glucólisis puede clasificarse como:

• Glucólisis aeróbica: El piruvato generado se dirige al ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones en la mitocondria, produciendo una mayor cantidad de ATP.
• Glucólisis anaeróbica: En ausencia de oxígeno, el piruvato se convierte en lactato en células animales o en etanol y CO₂ en microorganismos como las levaduras.

Productos de la glucólisis

Los productos de la glucólisis incluyen:

• 2 moléculas de piruvato.
• 2 moléculas de ATP (ganancia neta).
• 2 moléculas de NADH.

Glucólisis y ciclo de Krebs

La glucólisis es el primer paso en la respiración celular, seguido del ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa en condiciones aeróbicas. El piruvato generado en la glucólisis se oxida a acetil-CoA, que ingresa al ciclo de Krebs para una mayor producción de energía.

Enzimas de la glucólisis

Las enzimas de la glucólisis son fundamentales para catalizar cada reacción del proceso. Algunas de las más relevantes incluyen:

• Hexoquinasa/glucoquinasa: Fosforila la glucosa en el primer paso.
• Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1): Regula el paso clave y limitante de la velocidad.
• Piruvato quinasa: Cataliza la generación de piruvato en el último paso.

Importancia clínica de la glucólisis

Alteraciones en la glucólisis están implicadas en diversas condiciones patológicas, como el cáncer, donde las células tumorales favorecen la glucólisis anaerobia (efecto Warburg) incluso en presencia de oxígeno. Además, defectos genéticos en enzimas de la glucólisis pueden llevar a enfermedades metabólicas raras.

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