Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2024

Bloque 2: BIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Conteste DOS de los cuatro preguntas siguientes (3 p.).

2.4. En relación con el esquema:

A) Identifique la ruta metabólica representada por la letra X y el producto que se origina (compuesto A); localice de forma precisa esta ruta en la célula eucariota (0,4 p.).
B) ¿Cómo se denomina la etapa Y? ¿Qué otras moléculas se forman, además del producto final (compuesto B)? localice de forma precisa esta ruta en la célula eucariota (0,4 p.).
C) Identifique la ruta metabólica representada por la letra Z y el nombre de la molécula (compuesto B) que se incorpora a la misma. Localice de forma precisa esta ruta en la célula eucariota (0,4 p.).
D) Razone si se trata de rutas anabólicas o catabólicas (0,3 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica}}\mathbf{\text{representada}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{letra}}\mathbf{\text{X}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{origina}}\mathbf{\text{(compuesto}}\mathbf{\text{A);}}\mathbf{\text{localice}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{precisa}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{eucariota}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{p.).}}$










El esquema parte de una molécula de glucosa y termina en el desprendimiento de dióxido de carbono, de modo que representa el catabolismo aerobio de los glúcidos.

La ruta X es la glucólisis o ruta de Embden-Meyerhof, en la que la glucosa se escinde en dos moléculas de tres carbonos. El compuesto A es el ácido pirúvico o piruvato, y se obtienen dos moléculas por cada glucosa, junto con dos ATP netos y dos NADH.

La glucólisis se localiza en el citosol o hialoplasma, es decir, en el citoplasma fuera de los orgánulos, y no necesita oxígeno.





$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{etapa}}\mathbf{\text{Y?}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{otras}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{forman,}}\mathbf{\text{adem}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{final}}\mathbf{\text{(compuesto}}\mathbf{\text{B)?}}\mathbf{\text{localice}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{precisa}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{eucariota}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{p.).}}$

La etapa Y es la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico, también llamada oxidación del piruvato o etapa de transición, catalizada por el complejo multienzimático de la piruvato deshidrogenasa. El compuesto B es el acetil-coenzima A.

Además del acetil-CoA se forman una molécula de dióxido de carbono, que se desprende al perder el piruvato uno de sus tres carbonos, y una molécula de NADH por cada piruvato oxidado; por cada molécula de glucosa, por tanto, dos de cada uno.

Se localiza en la matriz mitocondrial, después de que el piruvato haya atravesado las dos membranas de la mitocondria.

$\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica}}\mathbf{\text{representada}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{letra}}\mathbf{\text{Z}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{(compuesto}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{incorpora}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma.}}\mathbf{\text{Localice}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{precisa}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{eucariota}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{p.).}}$

La ruta Z es el ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, como confirman en el esquema los dos metabolitos rotulados, el oxalacetato y el citrato.

La molécula que se incorpora al ciclo es el acetil-coenzima A, el compuesto B: su grupo acetilo, de dos carbonos, se condensa con el oxalacetato, de cuatro, para formar citrato, de seis. En las vueltas sucesivas del ciclo esos carbonos se desprenden como dióxido de carbono y se regenera el oxalacetato, de modo que el ciclo puede repetirse; por cada acetil-CoA se obtienen además tres NADH, un $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$ y un GTP.

Se localiza también en la matriz mitocondrial, salvo la enzima succinato deshidrogenasa, que está anclada en la membrana mitocondrial interna.

$\mathbf{\text{D)}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{trata}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{rutas}}\mathbf{\text{anab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{licas}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{catab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{licas}}\mathbf{\text{(0,3}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Las tres son rutas catabólicas, y lo razonamos por sus tres rasgos característicos.

Son degradativas, porque a partir de una molécula compleja, la glucosa de seis carbonos, se obtienen moléculas cada vez más sencillas: piruvato de tres carbonos, acetilo de dos y finalmente dióxido de carbono.

Son oxidativas, ya que el carbono va perdiendo electrones, que quedan recogidos en las coenzimas reducidas NADH y $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$.

Y son exergónicas, porque liberan energía, que la célula conserva en forma de ATP, tanto por fosforilación a nivel de sustrato en la glucólisis y en el ciclo de Krebs como, sobre todo, en la fosforilación oxidativa posterior.

El conjunto es, en conclusión, la respiración celular aerobia, el catabolismo por el que la célula obtiene energía de la glucosa.