Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2023

a) Defina glucólisis. [0,4 puntos]

b) Defina fermentación. [0,4 puntos]

c) Describa dos modalidades de fosforilación. [1,2 puntos]

$\textbf{a) Defina glucólisis. [0,4 puntos]}$

La glucólisis es la ruta catabólica que degrada una molécula de glucosa, de seis átomos de carbono, hasta dos moléculas de ácido pirúvico, de tres átomos de carbono cada una. Consta de diez reacciones enzimáticas y transcurre íntegramente en el citosol, sin necesidad de oxígeno ni de orgánulos, por lo que la realizan prácticamente todos los seres vivos.

Su balance neto es de $2$ ATP, obtenidos por fosforilación a nivel de sustrato, y $2$ NADH. Es la fase inicial común a la respiración celular y a las fermentaciones.

$\textbf{b) Defina fermentación. [0,4 puntos]}$

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta de compuestos orgánicos, que se realiza en ausencia de oxígeno y en el que el aceptor final de electrones es una molécula orgánica. No interviene la cadena transportadora de electrones, de modo que el ATP se obtiene únicamente por fosforilación a nivel de sustrato y el rendimiento es de solo $2$ ATP por glucosa.

Su sentido fisiológico es regenerar el $\text{NAD}^{+}$ consumido en la glucólisis, para que esta pueda continuar. Ocurre en el citosol y sus modalidades más conocidas son la alcohólica y la láctica.

$\textbf{c) Describa dos modalidades de fosforilación. [1,2 puntos]}$

Fosforilación a nivel de sustrato. Un grupo fosfato de alta energía se transfiere directamente desde un metabolito intermediario al ADP, sin que intervengan membranas ni transportadores de electrones. Es lo que ocurre en la glucólisis, donde el ácido $1{,}3$-bisfosfoglicérico y el fosfoenolpirúvico ceden su fosfato al ADP, y en el ciclo de Krebs, donde se forma un GTP. Rinde poco ATP, pero no requiere oxígeno, y por eso es la única disponible en las fermentaciones.

Fosforilación oxidativa. Se realiza en la membrana mitocondrial interna y en ella la energía procede de la oxidación de las coenzimas reducidas. El NADH y el $\text{FADH}_{2}$ ceden sus electrones a la cadena transportadora, que los conduce hasta el oxígeno, aceptor final, que se reduce a agua; la energía liberada en ese descenso se emplea en bombear protones al espacio intermembranoso. El gradiente electroquímico así creado impulsa el retorno de los protones a través de la ATP-sintasa, y esa corriente es la que sintetiza el ATP. Es la hipótesis quimiosmótica de Mitchell, y aporta la mayor parte del ATP de la respiración celular.

Podría describirse igualmente la fotofosforilación, análoga a la anterior pero en la membrana de los tilacoides y con la luz como fuente de energía.