Glucólisis

La glucólisis, es la vía metabólica encargada de oxidar o fermentar la glucosa y así obtener energía para la célula. Ésta consiste de 10 reacciones enzimáticas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, la cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.

Es la vía inicial del catabolismo de carbohidratos, y tiene tres funciones principales:

• La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y anaeróbica (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, los que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.

La glucólisis ocurre en el citosol de una célula y se puede dividir en dos fases principales: la fase en que se requiere energía, sobre la línea punteada en la siguiente imagen, y la fase en que se libera energía, debajo de la línea punteada.

• Fase en que se requiere energía. En esta fase, la molécula inicial de glucosa se reordena y se le añaden dos grupos fosfato. Los dos grupos fosfato causan inestabilidad en la molécula modificada —ahora llamada fructosa-1,6-bifosfato—, lo que permite que se divida en dos mitades y forme dos azúcares fosfatados de tres carbonos. Puesto que los fosfatos utilizados en estos pasos provienen de $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text, se deben utilizar dos moléculas de $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text.

Los dos azúcares de tres carbonos formados cuando se descompone el azúcar inestable son diferentes entre sí. Solo uno —el gliceraldehído-3-fosfato— puede entrar al siguiente paso. Sin embargo, el azúcar desfavorable, $\text{DHAP}$start text, D, H, A, P, end text, se puede convertir fácilmente en el isómero favorable, por lo que ambos completan la vía al final.

• Fase en que se libera energía. En esta fase, cada azúcar de tres carbonos se convierte en otra molécula de tres carbonos, piruvato, mediante una serie de reacciones. Estas reacciones producen dos moléculas de $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text y una de $\text{NADH}$start text, N, A, D, H, end text. Dado que esta fase ocurre dos veces, una por cada dos azúcares de tres carbonos, resultan cuatro moléculas de $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text y dos de $\text{NADH}$start text, N, A, D, H, end text en total.

Cada reacción de la glucólisis es catalizada por su propia enzima. La enzima más importante para la regulación de la glucólisis es la fosfofructocinasa, que cataliza la formación de la inestable molécula de azúcar con dos fosfatos, fructuosa-1,6-bifosfato${}^4$start superscript, 4, end superscript. La fosfofructocinasa acelera o frena la glucólisis en respuesta a las necesidades energéticas de la célula.

En resumen, la glucólisis convierte una molécula de glucosa de seis carbonos en dos moléculas de piruvato de tres carbonos. El producto neto de este proceso son dos moléculas de $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text ($4$4 $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text producidos $-$minus $2$2 $\text{ATP}$start text, A, T, P, end text invertidos) y dos moléculas de $\text{NADH}$start text, N, A, D, H, end text.

Diagrama simplificado de la glucólisis.

Fase de inversión energética. Primero, la glucosa se convierte en fructosa-1,6-bifosfato en una serie de pasos que utiliza dos moléculas de ATP. La fructosa-1,6-bifosfato es inestable y se rompe en dos, lo que genera dos moléculas de tres carbonos llamadas DHAP y gliceraldehído-3-fosfato. El gliceraldehído-3-fosfato puede proseguir con los siguientes pasos de la vía y la DHAP puede convertirse sin esfuerzo en gliceraldehído-3-fosfato.

Fase de producción de energía. La molécula de gliceraldehído-3-fosfato se convierte en piruvato mediante una serie de pasos que producen una molécula de NADH y dos de ATP. Esto sucede dos veces por cada molécula de glucosa, puesto que la glucosa se rompe en dos moléculas de tres carbonos y ambas proceden hasta los pasos finales de la vía.