Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2021

Se deberá escoger DOS de las siguientes cuatro cuestiones (3 puntos).

En lo referente a la glucolisis:

a) Explique razonadamente si es un proceso anabólico o catabólico (0,35 puntos).

b) Indique cuáles son los productos de este proceso metabólico y su localización a nivel celular (0,75 puntos).

c) Explique cómo se produce la síntesis de ATP en la glucolisis (0,4 puntos).

$\textbf{a) Explique razonadamente si es un proceso anabólico o catabólico (0,35 puntos).}$

La glucólisis es un proceso catabólico, y lo razonamos por sus tres rasgos característicos.

Es degradativa: a partir de una molécula compleja, la glucosa de seis carbonos, se obtienen dos moléculas más sencillas, dos ácidos pirúvicos de tres carbonos cada uno.

Es oxidativa: en la fase de beneficio el gliceraldehído-3-fosfato se oxida y cede electrones, que quedan recogidos en el $\mathrm{NAD^+}$, que se reduce a NADH.

Y es exergónica: libera energía, y la célula conserva parte de ella en forma de ATP, con un balance neto positivo de dos moléculas.

El anabolismo hace justo lo contrario: construye moléculas complejas a partir de sencillas, reduciéndolas y consumiendo energía.

$\textbf{b) Indique cuáles son los productos de este proceso metabólico y su localización a nivel celular (0,75 puntos).}$

Los productos de la glucólisis, por cada molécula de glucosa degradada, son los siguientes:

$\text{Producto}$	$\text{Cantidad}$	$\text{Destino}$
Ácido pirúvico	2	Mitocondria si hay oxígeno; fermentación si no lo hay
ATP	2 netos (4 producidos, 2 invertidos)	Energía disponible de inmediato para la célula
NADH	2	Cadena respiratoria, o reoxidación en la fermentación
$\mathrm{H_2O}$	2	Se liberan en la deshidratación previa a la formación del piruvato

La reacción global puede escribirse así:

$\text{glucosa} + 2\,\mathrm{ADP} + 2\,\mathrm{P_i} + 2\,\mathrm{NAD^+} \longrightarrow 2\ \text{piruvato} + 2\,\mathrm{ATP} + 2\,\mathrm{NADH} + 2\,\mathrm{H^+}$

Se localiza en el citosol o hialoplasma, es decir, en el citoplasma fuera de cualquier orgánulo, y no necesita oxígeno. Por eso es la ruta común a todos los seres vivos y el punto de partida obligado tanto de la respiración aerobia como de las fermentaciones.

$\textbf{c) Explique cómo se produce la síntesis de ATP en la glucolisis (0,4 puntos).}$

En la glucólisis el ATP se sintetiza por fosforilación a nivel de sustrato, que es un mecanismo distinto del que opera en la mitocondria.

Consiste en lo siguiente: un intermediario de la ruta posee un enlace fosfato de energía superior a la del enlace del ATP, y una enzima transfiere ese grupo fosfato directamente desde el sustrato al ADP, sin que intervengan membranas, cadenas de transportadores ni gradientes de protones.

Ocurre en dos puntos de la fase de beneficio, y en cada uno se obtienen dos moléculas de ATP, ya que a partir de la escisión de la glucosa la ruta discurre por duplicado. El primero es el paso del ácido 1,3-bisfosfoglicérico a ácido 3-fosfoglicérico, catalizado por la fosfoglicerato quinasa. El segundo es el paso del ácido fosfoenolpirúvico a ácido pirúvico, catalizado por la piruvato quinasa.

Se producen así cuatro moléculas de ATP, pero como en la fase de activación se han invertido dos para fosforilar la glucosa y la fructosa-6-fosfato, el balance neto de la ruta es de dos ATP.