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Glucolisis - Resumen de la glucólisis, La glucosa se fosforila en la célula por varios motivos, Regulación glucolisis



5. Resumen de la glucólisis:

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD^+ ---------> 2 Piruvato + 2H2O + 2 ATP + 2 NADH

Por cada molécula de glucosa que es degradada a piruvato y agua, la energía química obtenida se almacena en dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH.

Cada NADH, al oxidarse, rinde 3 ATP.
Y cada FADH,

6.
La glucosa se fosforila en la célula por varios motivos.

En primer lugar, para elevar su energía y hacer termodinamicamente favorables las reacciónes de la glucólisis. También debe estar fosforilada para poder participar en la formación de glucógeno en animales y de sacarosa y almidón en plantas.

Por último, al estar fosforilada la glucosa no puede salir de la célula, ya que esta cargada y no puede atravesar la membrana. Por lo tanto, no es necesario gastar energía en mantener una concentración elevada de glucosa en el interior celular. De no estar fosforilada, la glucosa podría salir facilmente de la célula mediante transporte facilitado a favor de gradiente y debería gastarse energía en mantenerla en el interior celular introduciéndola mediante transporte activo.




7. La Fosforilación oxidativa es el proceso de formar ATP mediante reacciones Rédox( Óxido-reducción), el fósforo inorganico que se acopla al ADP proviene de reacciones de oxidación biológica.

8. en la primera reacción de laglucólisis la enzima hexoquinasa adiciona un grupo fosfato al carbono 6 de la glucosa, que se transforma así en glucosa-6-fosfato. Su función es la de atrapar la glucosa en el citosol intracelular puesto que el fosfato, por lo general, es muy impermeable a la membrana celular
9.
En condiciones aeróbicas el piruvato es transportado mediante una permeasa específica al mitocondria, donde sufre una descarboxilación oxidativa catalizada por el complejo multienzimatico piruvato deshidrogenasa que da origen a CH3-CO-CoA (acetil-CoA) que se degrada en el Ciclo de Krebs.

En condiciones anaeróbicas, en levadura, el NAD+ se regenera a través de la transformación de piruvato en etanol, ingrediente activo en vinos y licores. Las levaduras producen etanol y CO2 mediante dos reacciones enzimatica
En el músculo, en periodos de alta actividad en los cuales la demanda de ATP es alta y el oxígeno ha sido consumido, la lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la reducción del piruvato a L-lactato. El ciclo de Cori involucra la utilización del lactato producido por tejidos no-hepaticos (músculo y eritrocitos) como fuente de carbono para la gluconeogénesis hepatica. De esta forma el hígado transforma el lactato, producto de la glicólisis, en glucosa para ser utilizada en tejidos no-hepaticos. El ciclo es un consumidor neto de energía, gasta 4 ATP mas que losproducidos en la glicólisis. Por ello el ciclo no puede sostenerse en forma indefinida.
10. Regulación
El efecto Pasteur
Artículo principal: Efecto Pasteur
El efecto Pasteur es la visualización del poder que posee el O2 en la fermentación mediada por levadura, que fue descubierto por Luis Pasteur al observar la relación entre la tasa de fermentación y la existencia de aire. El determinó que éstas tenían una relación inversa, y ademas observó que en condiciones aeróbicas, las células de levadura aumentaban y la fermentación disminuía.
De esta manera, el efecto Pasteur fue una de las primeras observaciones que alguien realizó al proceso de la glucólisis de manera indirecta, pero observando que el metabolismo primario de glucosa se podía realizar con presencia o ausencia de oxígeno, y que en este último ocurre la fermentación alcohólica.
Regulación del sustrato
Véase también: Transportador de glucosa
La membrana plasmatica de las células es impermeable a la glucosa. Para llevarla dentro de ella utiliza transportadores especiales llamados GLUT, de los cuales hay diferentes tipos y algunos especializados para cada célula.
Regulación de la actividad enzimatica


Regulación glucolisis
La glucólisis se regula enzimaticamente en los tres puntos irreversibles de esta ruta, esto es, en la primera reacción (G → G-6P), por medio de lahexoquinasa; en la tercera reacción (F-6P → F-1,6-BP) por medio de la PFK1 y en el último paso (PEP → Piruvato) por la piruvato quinasa.
La hexoquinasa es un punto de regulación poco importante, ya que se inhibe cuando hay mucho G-6P en músculo. Es un punto poco importante ya que el G-6P se utiliza para otras vías.
La fosfofructoquinasa-1 es la enzima principal de la regulación de la glucólisis, actúa como una llave de agua, si esta activa cataliza muchas reacciones y se obtiene mas Fructosa 1,6 bisfosfato, lo que permitira a las enzimas siguientes transformar mucho piruvato. Si esta inhibida, se obtienen bajas concentraciones de producto y por lo tanto se obtiene poco piruvato. Esta enzima es controlada por regulación alostérica mediante: Por un lado se activa gracias a niveles energéticos elevados de ADP y AMP, inhibiendose en abundancia de ATP y citrato, y por otro se activa en presencia de un regulador generado por la PFK2 que es la Fructosa-2 -Bisfosfato (F-2,6-BP), que no es un metabolito ni de la glucolisis ni de la gluconeogénesis, sino un regulador de ambas vías que refleja el nivel de glucagón en sangre.
La lógica de la inhibición y activación son las siguientes
ATP: inhibe esta enzima pues si hay una alta concentración de ATP entonces la célula no necesita generar mas.
Citrato: Si la concentración de citrato es altael Ciclo de Krebs va mas despacio de lo que el sustrato (acetil-CoA) llega para degradarse, y la concentración de glucosa sera mas alta. En el Ciclo de Krebs se produce mucho NADH y FADH2, para que funcionen se han de reoxidar en la cadena de transporte electrónico creando gradiente de protones, si el gradiente no se gasta los coenzimas no se reoxidan y el Ciclo de Krebs se para.
AMP, ADP: la alta concentración de estas moléculas implica que hay una carencia de ATP, por lo que es necesario realizar glucólisis, para generar piruvato y energía.
La piruvatoquinasa se regula distintamente según el tejido en el que trabaje, pero en hígado se inhibe en presencia de ATP y Acetil Coenzima-A (Acetil-CoA), y se activa gracias de nuevo ante la F-1 -BP y la concentración de fosfoenolpiruvato.
Regulación hormonal
Al aumentar la glucosa en la sangre, después de una comida, las células beta del pancreas estimulan la producción de insulina, y ésta a su vez aumenta la actividad de la glucocinasa en los hepatocitos.
Las concentraciones altas de glucagon y las bajas de insulina disminuyen la concentración intracelular de fructosa 2 bisfosfato. Esto trae por consecuencia la disminución de la glucólisis y el aumento de la gluconeogenésis.
11.
12- el pirúvato pasa del citoplasma al interior de la mitocondria por medio de un porina en lamembrana externa de la mitocondria. La piruvato translocasa permite el transporte del piruvato del espacio intermembranal al interior de la mitocondria (a la matriz); al mismo tiempo que se transporta un protón en la misma dirección (simporte)

Valores energéticos cercanos a 0.85 indican existencia de equilibrio entre los procesos que generan ATP con respecto a los que lo utilizan. 
Valores inferiores a 0.85 activan los procesos generadores de ATP. 
Este hecho nos indica que el estado energético celular esta controlado dentro de unos margenes muy estrictos, existiendo homeostasis del estado energético celular.
Carga energética: es la relación existente entre las concentraciones de ATP y ADP, lo cual es equivalente a la relación entre las concentración de NAD y NADH, H

Al darse una carga energética baja (por ejemplo en condiciones fisiológicas de ayuno), se refleja que la producción de ATP es menor que el consumo, por lo que algunas enzimas se ven estimuladas para que aumenten el flujo de sustrato a través de la ruta, lo que produce un aumento en la producción de ATP.

Al darse una carga energética alta se refleja que la producción de ATP es mayor que el consumo, lo cual inhibe a ciertas enzimas para que disminuyan el flujo de sustrato a través de la ruta, lo que provoca una disminución de la producción de ATP.


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