Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2022

Relacionado con el metabolismo celular:

A. Defina el concepto de glucólisis e indique las moléculas iniciales y los productos finales de esta ruta metabólica. [1 punto]

B. Localización celular donde tiene lugar el ciclo de Krebs. [0,5 puntos]

C. Cite las coenzimas que se originan en esta etapa e indique su destino. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{A.}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{concepto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{gluc}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lisis}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{iniciales}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{productos}}\mathbf{\text{finales}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

La glucólisis o glucólisis es la ruta catabólica que degrada una molécula de glucosa hasta dos moléculas de ácido pirúvico, a lo largo de diez reacciones sucesivas catalizadas por enzimas solubles. Transcurre íntegramente en el citosol, no necesita oxígeno ni ningún orgánulo, y es común a prácticamente todos los seres vivos, lo que se interpreta como señal de su antigüedad evolutiva.

La molécula inicial es la glucosa, que en una primera fase se activa consumiendo $2$ ATP y se escinde en dos moléculas de tres carbonos; en la segunda fase, la de rendimiento, cada una de ellas se oxida y produce $2$ ATP.

$\text{glucosa}+2\text{ ADP}+2{\text{P}}_i+2{\text{NAD}}^{+}⟶2\acute{\text{a}}\text{c. pir}\acute{\text{u}}\text{vico}+2\text{ ATP}+2(\text{NADH}+{\text{H}}^{+})+2{\text{H}}_2\text{O}$

Los productos finales son, por tanto, dos moléculas de ácido pirúvico, un balance neto de $2$ ATP obtenidos por fosforilación a nivel de sustrato y $2$ moléculas de $\text{NADH}+{\text{H}}^{+}$.

$\mathbf{\text{B.}}\mathbf{\text{Localizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{celular}}\mathbf{\text{donde}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ciclo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Krebs.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Tiene lugar en la matriz mitocondrial, el medio interno delimitado por la membrana mitocondrial interna, donde se encuentran disueltas todas sus enzimas salvo la succinato deshidrogenasa, que está anclada en dicha membrana. En las células procariotas, que carecen de mitocondrias, el ciclo transcurre en el citosol.

$\mathbf{\text{C.}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{coenzimas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{originan}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{etapa}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{destino.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

En cada vuelta del ciclo se reducen tres moléculas de ${\text{NAD}}^{+}$ a $\text{NADH}+{\text{H}}^{+}$ y una de $\text{FAD}$ a ${\text{FADH}}_2$; como de cada glucosa se obtienen dos acetil-CoA, el ciclo da dos vueltas y las cantidades se duplican. Se produce además una molécula de GTP por fosforilación a nivel de sustrato.

El destino de esas coenzimas reducidas es la cadena respiratoria de la membrana mitocondrial interna, a la que ceden sus electrones. Estos van descendiendo de un transportador a otro hasta llegar al oxígeno, que se reduce a agua, y la energía liberada en el recorrido se emplea en bombear protones al espacio intermembranoso. El gradiente así creado impulsa la ATP sintasa y es lo que finalmente rinde la mayor parte del ATP de la respiración celular: en esto consiste la fosforilación oxidativa. Las coenzimas reoxidadas vuelven al ciclo, que de otro modo se detendría.