Metabolismo Celular: Glucólisis, Ciclo de Krebs, Beta-Oxidación y Genética Molecular

Catabolismo: Oxidación de la Glucosa (Glucólisis)

Oxidación de la Glucosa: Glucólisis:

Glucosa → Fosforila → Glucosa 6P (ATP → ADP) → Isomeriza y Fosforila → Fructosa 1,6-2P (ATP → ADP) → Se rompe → Y se forma 2 de Gliceraldehído 3P → Oxida y Fosforila (2NAD⁺ dan 2 NADH) → (2) Ácido 1,3 Bifosfoglicérido → Se desfosforila → Da (2) Ácido 3 Fosfoglicérido (ADP da ATP) → Isomeriza y se forma doble enlace → (2) Fosfoenolpirúvico → Se desfosforila → (2) Ácido Pirúvico (ADP da ATP).

Balance: Glucosa + 2ADP + 2P + 2NAD⁺ → 2 Ácido Pirúvico + 2ATP + 2NADH + (2+2H2O).

El pirúvico sigue 2 vías:

• Anaerobia: Se convierte en etanol o en ácido láctico.
• Aerobia: Es llevado a la mitocondria donde se oxida dando 2 moléculas de CO₂, 2 grupos acetilo y 4 NADH. El acetilo se une a una coenzima formando acetil-CoA.

Ciclo de Krebs

(En la matriz mitocondrial) Condensación del acetil-CoA + ácido oxalacético para formar el ácido cítrico, se isomeriza en ácido isocítrico, descarboxilación oxidativa del ácido isocítrico en α-cetoglutárico (+CO2 y NAD). Descarboxilación oxidativa del ácido α-cetoglutárico (CO2, NAD⁺ + 1 GTP), el α-cetoglutárico se transforma en ácido succínico, oxidación del succinato a ácido fumárico (FAD pasa a FADH2). Hidratación del fumarato para formar el ácido málico, oxidación del ácido málico para dar ácido oxalacético. El NAD se reduce en NADH + H⁺.

Ruta de las Pentosas (Aerobia)

No muy activa, alternativa a la glucólisis, en algunos órganos (citosol) glucosa da ribosa y NADPH (la única ruta en la que se fabrica).

Fosforilación Oxidativa

Transporte de electrones desde las coenzimas reducidas, NADH+H⁺ o FADH2 hasta el oxígeno (en la membrana de las crestas mitocondriales). Va a generar un transporte de protones por parte de los complejos I, II y III desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Cada complejo bombea dos protones. La salida de estos protones a través de las ATPasas sirve para sintetizar ATP, 1 ATP por cada dos protones.

El NADH es capaz de reducir al Complejo I por lo que se obtendrán 3ATP por cada molécula de NADH. El FADH2 no puede reducir al Complejo I y cede sus dos electrones al Complejo II que los pasa a la Ubiquinona (UQ). Esta es la razón por la que el FADH2 sólo genera 2 ATP.

Degradación de Ácidos Grasos

Primero la hidrólisis de triglicéridos en AG y glicerol.

Beta-Oxidación de Ácidos Grasos

Los AG se unen a la CoA y dan acetil-CoA (citosol), en la membrana mitocondrial se une a la acil-carnitina y da acetil-CoA mitocondrial. Ahora comienza: se reduce (acil-CoA deshidrogenasa), hidrata (enoil-CoA hidratasa), oxida (beta-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa) y realiza la tiólisis (tiolasa) para dar acetil-CoA (ciclo de Krebs) y acil-CoA con dos carbonos menos (se vuelve a oxidar).

Degradación de Proteínas

Transaminación Oxidativa

(Citosol y en las mitocondrias) Un aminoácido o un alpha-aminoácido se une a alpha-cetoácido y da alpha-cetoácido + un aminoácido (distinto sin grupo amino).

Desaminación Oxidativa

En las mitocondrias, la enzima ácido glutámico-deshidrogenasa elimina el grupo amino del ácido glutámico. Se forma amoníaco que entra en el ciclo de la urea y los esqueletos carbonados vienen a ser productos intermedios glucolíticos y del ciclo de Krebs.

Genética

Gen: Segmento de ADN formado por un número determinado de nucleótidos que contiene información mínima para sintetizar una proteína.

Genotipo: Conjunto de genes que contiene un organismo, heredado de sus progenitores.

Alelos: Dos o más formas mutadas de un gen, el alelo más extendido en la población es el normal, y los raros mutados.

Locus: Lugar que ocupa un gen en el cromosoma.

Mutaciones

Por Célula Afectada

• Somáticas: Afectan a células somáticas, no son heredables.
• Germinales: Afectan a los gametos, se transmiten.

Genómicas

Variación en el número normal de cromosomas.

• Euploidía: Alteraciones en el número normal de dotaciones cromosómicas.
• Aneuploidía: Algún cromosoma de más o de menos, hay monosomías como el síndrome de Turner (44+X) o trisomías como el síndrome de Down (par 21), Patau (par 13), Edwards (par 18), Klinefelter (44+XXY), duplo Y o triple X.

Cromosómicas

Cambios en la estructura de los cromosomas, hay deleción (falta un segmento del cromosoma), duplicación (mismo segmento más de una vez), translocación (cambio de localización de un segmento), inversión (segmentos girados 180º).

Génicas

Afectan a un gen en una o tres bases, hay de transición (base púrica por púrica o pirimídica por pirimídica), transversión (púrica por pirimídica o al revés), deleción (pérdida de nucleótido), inserción (un nucleótido más).

Agentes Mutágenos

Físicos: Radiaciones X, γ, β, α, ultrasonidos...

Químicos: Ácido nitroso, alcaloides (cafeína, nicotina), gas mostaza, H2O2...