Ejercicio resuelto de Glucólisis · Biología · 2021

En relación a la glucólisis:

a) ¿Es un proceso anabólico o catabólico? Razone la respuesta. (0,4)

b) ¿Cuál es el producto final que se obtiene y cuál es el balance de ATP y poder reductor? (0,6)

c) ¿En qué compartimento tiene lugar? (0,2)

d) Indicar los dos destinos que puede seguir el producto final que se obtiene en la glucólisis y las diferencias que hay entre ellos en cuanto a la necesidad de oxígeno y producción de ATP). (0,8)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Es}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{anab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{catab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico?}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}\mathbf{\text{(0,4)}}$

Es un proceso catabólico. La razón es que parte de una molécula orgánica compleja, la glucosa, y la degrada en otras más sencillas, dos moléculas de ácido pirúvico, liberando en el camino energía que se conserva en forma de ATP y de poder reductor. Esa es exactamente la definición de catabolismo: degradación con liberación de energía y reacciones de oxidación. El anabolismo hace lo contrario, construir moléculas complejas a partir de sencillas consumiendo energía.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{final}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{obtiene}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{balance}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ATP}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{poder}}\mathbf{\text{reductor?}}\mathbf{\text{(0,6)}}$

El producto final son dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato, de tres carbonos cada una, procedentes de la glucosa de seis.

El balance por molécula de glucosa es de 2 ATP netos y 2 NADH. Netos, porque en la primera fase de la ruta se consumen 2 ATP para fosforilar y activar la glucosa, y en la segunda se producen 4 por fosforilación a nivel de sustrato:

$4-2=2\text{ ATP netos}$

El poder reductor son los 2 NADH que se obtienen al oxidarse el gliceraldehído-3-fosfato, uno por cada triosa.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{compartimento}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar?}}\mathbf{\text{(0,2)}}$

En el citosol o hialoplasma, es decir, fuera de cualquier orgánulo. Por eso la glucólisis es una ruta universal, común a todos los seres vivos: no necesita mitocondrias ni oxígeno.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Indicar}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{destinos}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{seguir}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{final}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{obtiene}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{gluc}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lisis}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{diferencias}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{hay}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{ellos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{cuanto}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{necesidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{producci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ATP).}}\mathbf{\text{(0,8)}}$

$\text{Destino del piruvato}$	$\text{Ox}\acute{\text{ı}}\text{geno}$	$\text{ATP}$
Descarboxilación oxidativa a acetil-CoA y entrada en el ciclo de Krebs	Lo necesita: es la vía aerobia	Alta: del orden de 30 a 38 ATP por glucosa
Fermentación láctica o alcohólica	No lo necesita: es la vía anaerobia	Muy baja: solo los 2 ATP de la propia glucólisis

La razón de la diferencia está en el grado de oxidación al que se llega. En la vía aerobia el piruvato entra en la mitocondria, se convierte en acetil-CoA y se oxida por completo hasta $C{O}_2$; los electrones que se van arrancando llegan, a través de las coenzimas, hasta el oxígeno, que es el aceptor final, y ese recorrido por la cadena respiratoria es el que rinde la mayor parte del ATP.

En la fermentación no hay oxígeno que recoja los electrones, así que el aceptor final tiene que ser una molécula orgánica: el propio piruvato, que se reduce a ácido láctico, o el acetaldehído que resulta de descarboxilarlo, que se reduce a etanol. El sustrato se oxida solo parcialmente, queda mucha energía sin extraer y no se produce ATP adicional. Su verdadera utilidad no es energética, sino regenerar el $NA{D}^{+}$ para que la glucólisis pueda seguir funcionando.