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Es el proceso de descomposición del glucógeno en glucosa, que ocurre principalmente en el hígado. El glucógeno es una forma de almacenamiento de glucosa en el cuerpo humano y se encuentra principalmente en el hígado y los músculos. La glucogenólisis se inicia cuando el cuerpo necesita glucosa para obtener energía.

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Es el proceso de descomposición del glucógeno en glucosa, que ocurre principalmente en el hígado. El glucógeno es una forma de almacenamiento de glucosa en el cuerpo humano y se encuentra principalmente en el hígado y los músculos. La glucogenólisis se inicia cuando el cuerpo necesita glucosa para obtener energía.

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GLUCOGENÓLISIS (degradación del glucógeno) [pasos y regulación] | Metabolismo

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Fosforilación del glucógeno: La enzima glucógeno fosforilasa cataliza la adición de un grupo fosfato al glucógeno, lo que produce glucosa-1-fosfato.

Conversión de glucosa-1-fosfato en glucosa-6-fosfato: La enzima fosfoglucomutasa cataliza la conversión de glucosa-1-fosfato en glucosa-6-fosfato.

Hidrólisis de glucosa-6-fosfato: La enzima glucosa-6-fosfatasa cataliza la hidrólisis de glucosa-6-fosfato en glucosa y fosfato inorgánico.

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La glucólisis es el primer paso en la degradación de la glucosa para extraer energía para el metabolismo celular. La glucólisis se compone de una fase que requiere energía, seguida de una fase que la libera.

Introducción

Vamos a suponer que les damos una molécula de glucosa a ti y una a Lactobacillus acidophilus, la amigable bacteria que convierte la leche en yogur. ¿Qué harían tú y la bacteria con sus respectivas moléculas de glucosa?

En general, el metabolismo de la glucosa en una de tus células es muy diferente al metabolismo de Lactobacillus; para más información, mira el artículo sobre fermentación. Sin embargo, los primeros pasos serían los mismos en ambos casos: tanto tú como la bacteria deberán romper en dos la molécula de glucosa mediante la glucólisis.

¿Qué es la glucólisis?

En los organismos que realizan respiración celular, la glucólisis es la primera etapa de este proceso. Sin embargo, la glucólisis no requiere de oxígeno, por lo que muchos organismos anaerobios -organismos que no utilizan oxígeno- también tienen esta vía.

Lo más destacado de la glucólisis

La glucólisis tiene diez pasos, pero según tus intereses -y las clases que estés tomando- quizá no quieras conocer todos los detalles de cada paso. Tal vez estás buscando una versión Grandes Éxitos de la glucólisis, algo que destaque los pasos y principios clave sin seguir el camino de cada átomo. Vamos a comenzar con una versión simplificada de la vía que muestra justo eso.

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 , se deben utilizar dos moléculas de .

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, , 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 y una de . Dado que esta fase ocurre dos veces, una por cada dos azúcares de tres carbonos, resultan cuatro moléculas de y dos de en total.

Los pasos a detalle: la fase en que se requiere energía

Ya vimos lo que pasa en términos generales durante la fase de la glucólisis en la que se requiere energía. Se gastan dos moléculas de para formar un azúcar inestable con dos grupos fosfato, el cual se rompe para formar dos moléculas de tres carbonos que son isómeros entre sí.

A continuación, veremos cada paso con mayor detalle. Cada paso es catalizado por su propia enzima específica, cuyo nombre se indica abajo de la flecha de reacción en el siguiente diagrama.

Paso 2. La glucosa-6-fosfato se convierte en su isómero, la fructosa-6-fosfato.

Los pasos a detalle: la fase en que se libera energía

En la segunda mitad de la glucólisis, los azúcares de tres carbonos formados en la primera mitad del proceso se someten a una serie de transformaciones adicionales para convertirse al final en piruvato. En el proceso se producen cuatro moléculas de junto con dos de .

Aquí estudiaremos con más detalle las reacciones que generan estos productos. Las reacciones mostradas a continuación ocurren dos veces por cada molécula de glucosa, puesto que la glucosa se rompe en dos moléculas de tres carbonos y ambas proceden por la vía.

Paso 8. El 3-fosfoglicerato se convierte en su isómero, el 2-fosfoglicerato.

Paso 10. de inmediato dona su grupo fosfato al , y se forma la segunda molécula de . Al perder su fosfato, se convierte en piruvato, el producto final de la glucólisis.

¿Qué le sucede al piruvato y al ?

¿Qué pasa con el ? No puede solo estar por ahí en la célula, acumulándose. Eso es porque las células solo tienen un cierto número de moléculas de , que va y regresa entre sus estados oxidado () y reducido ():

Principalmente, hay dos formar de lograr esto. Cuando hay oxígeno presente, el puede donar sus electrones a la cadena de transporte de electrones y así regenerar para usar en la glucólisis. (Bono extra: ¡Se produce un poco de !).

La fermentación es una de las principales estrategias metabólicas de muchas bacterias -incluyendo nuestra amiga de la introducción, Lactobacillus acidophilus. Incluso algunas células de tu cuerpo, como los glóbulos rojos, dependen de la fermentación para generar su .

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Glucólisis (artículo) | Respiración celular | Khan Academy

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La síntesis de ácidos grasos es el proceso por el cual el cuerpo produce ácidos grasos a partir de acetil-CoA. Los ácidos grasos son importantes componentes de las membranas celulares, y también se pueden utilizar para almacenar energía.

Pasos en la síntesis de ácidos grasos:

Activación del acetil-CoA: El acetil-CoA se activa a malonil-CoA por la enzima acetil-CoA carboxilasa.

Adición de malonil-CoA a la cadena en crecimiento: La enzima ácido graso sintetasa cataliza la adición de malonil-CoA a la cadena en crecimiento de ácido graso.

Reducción del ácido graso: La cadena en crecimiento de ácido graso se reduce a través de una serie de reacciones catalizadas por enzimas.

Liberación del ácido graso: El ácido graso completado se libera de la enzima ácido graso sintetasa.

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Los ácidos grasos son biomoléculas muy importantes para los seres vivos. Son los principales constituyentes de los triglicéridos ( aceites y grasas, que actúan como reserva energética) y de los fosfolípidos (que forman el armazón de las membranas celulares). Su biosíntesis es, pues, de crucial importancia para todos los organismos.​

El principal precursor de los ácidos grasos es el malonil-CoA, una molécula que aporta dos de sus tres átomos de carbono al esqueleto carbonado del ácido graso en crecimiento. El malonil-CoA proviene, a su vez, del acetil-CoA. Todas las reacciones de síntesis de ácidos grasos tienen lugar en el citosol de las células.

En la síntesis de los ácidos grasos interviene un intermediario que no participa en la degradación ( beta-oxidación), el malonil-CoA. El malonil-CoA se forma a partir de acetil-CoA y de bicarbonato, reacción que consume ATP y que está catalizada por la acetil-CoA carboxilasa, enzima que requiere biotina como cofactor.​

Como en la β-oxidación, la elongación ocurre a través de cuatro reacciones recurrentes. En el diagrama adjunto, las unidades de acetil y malonil se muestran como sus tioésteres con su proteína transportadora de acilos (ACP); así es los microorganismos y las plantas sintetizan sus ácidos grasos. En cambio, en los animales, esas mismas reacciones ocurren en una gran enzima dimérica, la ácido graso sintasa que tiene todas las actividades enzimáticas necesarias para la síntesis y liberación de ácidos grasos libres.

En el primer ciclo se condensan un acetil-ACP y un malonil-ACP (derivado del anterior), por lo que se juntan 4 carbonos de golpe. En los ciclos siguientes ya solo se añadirá un malonil-ACP, por lo que se irán añadiendo carbonos de dos en dos. El producto final del proceso es siempre ácido palmítico, un ácido graso saturado de 16 carbonos, que es inmediatamente esterificado con el coenzima A, para formar palmitoil-CoA (lo mismo se hace con cualquier ácido graso proveniente de la dieta). A partir de él, una vez transportado al retículo endoplasmático, pueden sintetizarse otros ácidos grasos.

En vista de lo anterior, se entiende la siguiente estequeometría:

Dado que el Á.palmítico tiene 16 carbonos, se requieren 7 ciclos (de 4 carbonos el primero y 2 los siguientes) para formarlo. Por ello se necesitan:

8 Acetil-CoA: uno por cada ciclo (para transformarse en 7 malonil-CoA) más uno extra en el primero, que se condensa tal cual.

7 ATP: necesario uno en cada ciclo para transformar el Acetil-CoA en Malonil-CoA.

14 NADPH: Dos por ciclo.

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Los ácidos grasos son biomoléculas muy importantes para los seres vivos. Son los principales constituyentes de los triglicéridos ( aceites y grasas, que actúan como reserva energética) y de los fosfolípidos (que forman el armazón de las membranas celulares).

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Glucogenólisis: Descomposición del glucógeno en glucosa para obtener energía.

Síntesis de ácidos grasos: Producción de ácidos grasos a partir de acetil-CoA para almacenamiento de energía y componentes de membranas celulares.

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato: Síntesis de aminoácidos específicos a partir del alfa-cetoglutarato, un intermediario del ciclo de Krebs.

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Glucogenólisis: 3 reacciones principales

Síntesis de ácidos grasos: 7 reacciones principales

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato: Varía según el aminoácido específico

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función

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Glucogenólisis:

Glucógeno fosforilasa (transferasa)

Fosfoglucomutasa (isomerasa)

Glucosa-6-fosfatasa (hidrolasa)

Síntesis de ácidos grasos:

Citrato liasa (liasa)

Acetil-CoA carboxilasa (ligasa)

Ácido graso sintetasa (sintetasa)

Acil-CoA reductasa (oxidorreductasa)

Enoil-CoA isomerasa (isomerasa)

Tiolase (tiolasa)

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato:

Glutamina sintetasa (ligasa)

Glutamato 5-quinasa (transferasa)

Ornitina carbamil transferasa (ligasa)

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Glucogenólisis: NADP+

Síntesis de ácidos grasos: NADPH, ACP, CoA

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato: ATP, GTP

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¿Qué son las Enzimas? Funciones, estructura y características

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Glucogenólisis: Glucagón, adrenalina, insulina

Síntesis de ácidos grasos: Citrato liasa, acetil-CoA carboxilasa, ácido graso sintetasa

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato: Disponibilidad de sustratos, retroalimentación alostérica

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En bioquímica, una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios. Por ejemplo, en la ruta metabólica que incluye la secuencia de reacciones:

A es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metabólica.

Las diferentes reacciones de todas las rutas metabólicas están catalizadas por enzimas y ocurren en el interior de las células. Muchas de estas rutas son muy complejas e involucran una modificación paso a paso de la sustancia inicial para darle la forma del producto con la estructura química deseada.

Todas las rutas metabólicas están interconectadas y muchas no tienen sentido aisladamente; no obstante, dada la enorme complejidad del metabolismo, su subdivisión en series relativamente cortas de reacciones facilita mucho su comprensión. Muchas rutas metabólicas se entrecruzan y existen algunos metabolitos que son importantes encrucijadas metabólicas, como el acetil coenzima-A.

Tipos de rutas metabólicas

Normalmente se distinguen tres tipos de rutas metabólicas:

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Ruta metabólica En bioquímica, una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Glucogenólisis: Citosol

Síntesis de ácidos grasos: Citosol

Biosíntesis de aminoácidos derivados del alfa-cetoglutarato: Mitocondrias (ciclo de Krebs) y citosol