Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2023

Sobre la imagen del esquema, conteste las siguientes cuestiones:



a. ¿Qué vía metabólica origina ácido pirúvico a partir de la glucosa? Indique en qué lugar de la célula ocurre y a qué se debe que la reacción continúe por el camino (a) o por el camino (b). (0,8)

b. Nombre el compuesto señalado con el número 1 y la vía metabólica indicada con el número 2. (0,4)

c. De los destinos del ácido pirúvico mostrados en el esquema, explique cuál sería el más rentable desde el punto de vista energético. Razone si las vías metabólicas que aparecen en el esquema forman parte del anabolismo o del catabolismo. (0,8)

$\textbf{a. ¿Qué vía metabólica origina ácido pirúvico a partir de la glucosa? Indique en qué lugar de la célula ocurre y a qué se debe que la reacción continúe por el camino (a) o por el camino (b). (0,8)}$

La vía que transforma la glucosa en ácido pirúvico es la glucólisis o glucolisis, también llamada ruta de Embden-Meyerhof. De cada molécula de glucosa se obtienen dos de ácido pirúvico, dos ATP netos y dos NADH.

Ocurre en el citosol o hialoplasma de la célula, fuera de cualquier orgánulo; por eso la comparten todos los seres vivos, tengan o no mitocondrias.

Lo que decide si la ruta sigue por el camino (a) o por el (b) es la disponibilidad de oxígeno. En ausencia de oxígeno, el piruvato sigue el camino (a) y se fermenta en el propio citosol: la finalidad no es obtener más ATP, sino reoxidar el NADH a $NAD^{+}$ para que la glucólisis no se detenga. Si hay oxígeno disponible, el piruvato sigue el camino (b): entra en la mitocondria, se descarboxila hasta acetil-CoA y se oxida por completo en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria.

$\textbf{b. Nombre el compuesto señalado con el número 1 y la vía metabólica indicada con el número 2. (0,4)}$

El compuesto señalado con el número 1 es el acetil-CoA o acetil coenzima A, que resulta de la descarboxilación oxidativa del piruvato y es el punto donde convergen el catabolismo de glúcidos, lípidos y aminoácidos.

La vía metabólica indicada con el número 2 es el ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, que tiene lugar en la matriz mitocondrial.

$\textbf{c. De los destinos del ácido pirúvico mostrados en el esquema, explique cuál sería el más rentable desde el punto de vista energético. Razone si las vías metabólicas que aparecen en el esquema forman parte del anabolismo o del catabolismo. (0,8)}$

El destino más rentable es con mucha diferencia el camino aerobio, es decir, la entrada del piruvato en la mitocondria y su oxidación completa en el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. La razón está en el grado de oxidación del sustrato: en la fermentación la glucosa solo se degrada parcialmente y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica —etanol o lactato—, que todavía guarda mucha energía, de modo que el balance se queda en los dos ATP de la glucólisis. En la vía aerobia, en cambio, el carbono acaba oxidado hasta $CO_2$ y los electrones llegan hasta el oxígeno, con lo que las coenzimas reducidas alimentan la cadena de transporte y la ATP-sintasa y se obtienen del orden de treinta y tantos ATP por molécula de glucosa.

Todas las vías del esquema pertenecen al catabolismo. En todas ellas se parte de moléculas orgánicas complejas y se obtienen otras más sencillas, liberando energía que se conserva en forma de ATP y de poder reductor. El anabolismo hace justo lo contrario: construye moléculas complejas a partir de sencillas y consume energía.