Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2023

Explique brevemente en qué consisten los siguientes rutas metabólicas y localícelas de forma precisa en la célula eucariota:
A) Glucólisis (0,5 puntos).
B) Ciclo de Krebs (0,5 puntos).
C) β-oxidación de los ácidos grasos (0,5 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Gluc}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lisis}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

La glucólisis, o ruta de Embden-Meyerhof, consiste en la degradación de una molécula de glucosa, de seis átomos de carbono, en dos moléculas de ácido pirúvico, de tres. Transcurre en diez reacciones agrupadas en dos fases: una de activación, en la que se invierten dos ATP para fosforilar la glucosa y escindirla en dos triosas fosfato, y otra de beneficio, en la que cada triosa se oxida y rinde dos ATP y un NADH. El balance neto es de dos ATP y dos NADH por molécula de glucosa.

Se localiza en el citosol o hialoplasma, fuera de cualquier orgánulo, y no requiere oxígeno, por lo que es la vía común al catabolismo aerobio y a las fermentaciones.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Ciclo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Krebs}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

El ciclo de Krebs, ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, consiste en la oxidación completa del grupo acetilo del acetil-CoA hasta dióxido de carbono, a lo largo de una serie cerrada de reacciones. El acetilo, de dos carbonos, se condensa con el oxalacetato, de cuatro, para formar citrato, de seis; en las reacciones siguientes se desprenden dos moléculas de dióxido de carbono, se producen cuatro oxidaciones que reducen tres $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}$ y un FAD, se obtiene un GTP por fosforilación a nivel de sustrato y se regenera el oxalacetato, de modo que el ciclo puede repetirse.

Se localiza en la matriz mitocondrial, salvo la succinato deshidrogenasa, que está anclada en la membrana mitocondrial interna. Es la encrucijada central del metabolismo, porque a él confluye la degradación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos.

$\mathbf{\text{C)}}\mathit{\beta }\mathbf{\text{-oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

La $\beta$-oxidación, o hélice de Lynen, consiste en la degradación de un ácido graso activado como acil-CoA mediante ciclos repetidos de cuatro reacciones: oxidación, hidratación, nueva oxidación y rotura tiolítica. En cada vuelta se separan dos carbonos del extremo carboxílico en forma de acetil-CoA y la cadena se acorta en dos, de manera que un ácido graso de dieciséis carbonos da ocho acetil-CoA tras siete vueltas. Cada ciclo produce además un NADH y un $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$.

Se localiza en la matriz mitocondrial, adonde el ácido graso activado entra gracias a la lanzadera de la carnitina; en las células vegetales y en menor medida en las animales también ocurre en los peroxisomas. El acetil-CoA obtenido se incorpora al ciclo de Krebs, lo que explica el elevado rendimiento energético de las grasas.