Glucólisis
| Reacció global de la glucólisis[1] |
|---|
| Archiu:Alpha- caps block 0 Glucopyranose.svg Archiu:Pyruvat.svg + Archiu:Pyruvat.svg |
| α-D-glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi ==> 2(piruvato) + 2NADH + 2ATP + 2H+ + 2H2O |
La glucólisis (del grec glycos, sucre i lysis, ruptura, destrucció, transformació) és la ruta metabòlica encarregada d'oxidar la glucosa en la finalitat d'obtindre energia per a la cèlula. Consistix en 10 reaccions enzimàtiques consecutives que convertixen a la glucosa en dos molècules de piruvato, el qual és capaç de seguir atres vies metabòliques i aixina continuar entregant energia a l'organisme. Esta ruta es realisa tant en absència com en presència d'oxigen, definit com a procés anaeròbic en este cas.[1]
El tipo de glucólisis més comú i més coneguda és la via de Embden-Meyerhof, explicada inicialment per Gustav Embden i Otto Fritz Meyerhof. El terme pot incloure vies alternatives, com la ruta de Entner-Doudoroff.[2] No obstant, el vocablo «glucólisis» s'usa en freqüència com a sinònim de la via de Embden-Meyerhof. Esta és la via inicial del catabolisme dels carbohidrats i continua posteriorment en el cicle de Krebs.
Descobriment
[editar | editar còdic]Els primers estudis informals dels processos glucolíticos varen ser iniciats en 1860, quan Louis Pasteur va descobrir que els microorganismes són els responsables de la fermentació,[3] i en 1897 quan Eduard Buchner va trobar que cert extracte celular pot causar fermentació. La següent gran contribució va ser d'Arthur Harden i William Young en 1905, els qui varen determinar que per a que la fermentació tinga lloc són necessàries una fracció celular de massa molecular elevada i termosensible (enzimes) i una fracció citoplasmàtica de baixa massa molecular i termorresistente (ATP, ADP, NAD+ i atres coenzimas). Els detalls de la via en sí es varen determinar en 1940, en un gran alvanç d'Otto Meyerhoff i alguns anys despuix per Luis Leloir. Les majors dificultats en determinar lo intrincado de la via varen ser la curta vida i les baixes concentracions dels intermediaris en les ràpides reaccions glicolíticas.
En cèlules eucariota i procariota, la glucólisis ocorre en el citosol. En cèlules vegetals, algunes de les reaccions glucolíticas també succeïxen en el cicle de Calvin, dins dels cloroplastos. L'àmplia conservació d'esta via inclou els organismes filogenéticamente més antics, i per açò es considera una de les vies metabòliques més antigues.[4]
Visió general
[editar | editar còdic]
Durant la glucólisis s'obté un rendiment net de dos molècules d'ATP; el ATP pot ser usat com a font d'energia per a realisar treball metabòlic, mentres que el NADH pot tindre diferents destins. Pot usar-se com a font de poder reductor en reaccions anabólicas; si hi ha oxigen, pot oxidarse en la cadena respiratòria, obtenint-se 5 ATP (2,5 per cada NADH); si no hi ha dioxígeno, s'usa per a reduir el piruvato a lactato (fermentació làctica), o a CO2 i etanol (fermentació alcohòlica), sense obtenció adicional d'energia.
La glucólisis és la forma més ràpida de conseguir energia per a una cèlula i, en el metabolisme de carbohidrats, generalment és la primera via a la qual es recorre. Es troba estructurada en 10 reaccions enzimàtiques que permeten la transformació d'una molècula de glucosa a dos molècules de piruvato per mig d'un processe catabólico.
La glucólisis és una de les vies més estudiades, i generalment es troba dividida en dos fases: la primera, de despesa d'energia i la segona fase, d'obtenció d'energia.
La primera fase consistix en transformar una molècula de glucosa en dos molècules de gliceraldehído (una molècula de baixa energia) per mig de l'us de 2 ATP. Açò permet duplicar els resultats de la segona fase d'obtenció energètica.
En la segona fase, el gliceraldehído es transforma en un compost d'alta energia, que la seua hidrólisis genera una molècula de ATP, i com es varen generar 2 molècules de gliceraldehído, s'obtenen en realitat dos molècules de ATP. Esta obtenció d'energia es conseguix per mig de l'acoplament d'una reacció fortament exergónica despuix d'una lleument endergónica. Este acoplament ocorre una volta més en esta fase, generant dos molècules de piruvato. D'esta manera, en la segona fase s'obtenen 4 molècules de ATP.
Reaccions posteriors
[editar | editar còdic]Després de que una molècula de glucosa es transforme en 2 molècules de piruvato, les condicions del mig en que es trobe determinaran la via metabòlica a seguir.
En organismes aeròbics, el piruvato seguirà oxidándose per l'enzima piruvato deshidrogenasa i el cicle de Krebs, creant intermediaris com NADH i FADH2. Estos intermediaris no poden creuar la membrana mitocondrial, i per lo tant, utilisen sistemes d'intercanvi en atres composts cridats llançadores (en anglés, shuttles). Els més coneguts són la llançadora malato-aspartato i la llançadora glicerol-3-fosfat. Els intermediaris conseguixen entregar els seus equivalents[5] a l'interior de la membrana mitocondrial, i que després passaran per la cadena de transport d'electrons, que els usarà per a sintetisar ATP.
D'esta manera, es pot obtindre fins a 30 molés de ATP a partir de 1 mol de glucosa com a guany net.
No obstant, quan les cèlules no posseïxquen mitocondrias (ej.: eritrocit) o quan requerixquen de grans cantitats de ATP (ej.: el múscul en eixercitar-se), el piruvato sofrix fermentació que permet obtindre 2 moles de ATP per cada mol de glucosa, per lo que esta via és poc eficient respecte a la fase aeròbica de la glucólisis.
El tipo de fermentació varia respecte al tipo d'organismes: en rent, es produïx fermentació alcohòlica, produint etanol i CO2 com a productes finals, mentres que en múscul, eritrocits i alguns microorganismes es produïx fermentació làctica, que dona com a resultat àcit làctic o lactato.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 David Nelson & Michael Cox (2004). «Glycolysis, Gluconeogenesis and the Pentose Phosphate Pathway», Lehningher's Principles of Biochemistry, W.H.Freeman.
- ↑ «glucólisis». Real Acadèmia Nacional de Medicina d'Espanya.
- ↑ Papers de Pasteur
- ↑ Romà AH & Conway T. Evolution of carbohydrate metabolic pathways. Res Microbiol. 147(6-7):448-55 (1996) PMID 9084754
- ↑ No s'usen els intermediaris generats, sino que per mig de les llançadores es tornen a crear dins de la mitocondria. Per açò se'ls crida els seus equivalents. Per a una visió química, visitar equivalents
- Este artícul conté una traducció derivada de «Glucólisis» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.