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Rutas Metabólicas Celulares: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Fosforilación Oxidativa

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Metabolismo Energético Celular

Glucólisis

  • Glucosa → enzima hexoquinasa (fosforila) → Glucosa 6-fosfato (se gasta 1 ATP, pasa de ATP a ADP).
  • Glucosa 6-fosfato → enzima glucosa 6-fosfato isomerasa → Fructosa 6-fosfato.
  • Fructosa 6-fosfato → enzima fosfofructoquinasa 1 → fructosa-1,6-bifosfato (se gasta 1 ATP porque se fosforila).
  • Ruptura de fructosa-1,6-bifosfato → dihidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-fosfato (por enzima aldolasa).
  • Dihidroxiacetona-fosfato se transforma en gliceraldehído-3-fosfato (por enzima triosa fosfato isomerasa).
  • Gliceraldehído-3-fosfato → gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa → 1,3-bifosfoglicerato (2).
  • 1,3-bifosfoglicerato → fosfoglicerato quinasa → 3-fosfoglicerato (se generan 2 moléculas de ATP).
  • 3-fosfoglicerato → fosfoglicerato mutasa → 2-fosfoglicerato.
  • 2-fosfoglicerato → enolasa → fosfoenolpiruvato (se elimina 1 molécula de agua).
  • Fosfoenolpiruvato → piruvato quinasa → piruvato (2 ADP → 2 ATP) → 2 piruvato.

Ciclo de Krebs

Localización: Matriz mitocondrial

  • Piruvato (3C) → enzima piruvato deshidrogenasa → Acetil CoA (2C) (se produce un NADH).
  • Oxalacetato (3C) + Acetil CoA → enzima citrato sintasa → citrato (6C).
  • Citrato (6C) → isocitrato (6C).
  • Isocitrato (6C) → enzima isocitrato deshidrogenasa → α-cetoglutarato (5C) → (se produce NADH).
  • α-cetoglutarato (5C) → enzima α-cetoglutarato deshidrogenasa → succinil CoA (4C) → (se produce NADH).
  • Succinil CoA → succinato (se obtiene 1 ATP).
  • Succinato → fumarato (se obtiene 1 FADH2).
  • Fumarato → incorpora 1 molécula de agua → malato.
  • Malato → oxalacetato (se produce 1 NADH).

Fosforilación Oxidativa

Transformación de NADH y FADH2 a ATP. Ceden electrones mediante la adición de un grupo fosfato (ADP + P = ATP).

Complejos Proteicos

  1. NADH deshidrogenasa (Complejo I): → 4 H+
  2. Succinato deshidrogenasa (Complejo II)
  3. Citocromo bc1 (Complejo III): → 4 H+
  4. Citocromo oxidasa (Complejo IV): → 2 H+
  5. ATP Sintasa

Mecanismo de transporte:

  • NADH se oxida a NAD+ y cede 2 electrones al Complejo I → los electrones se transportan por los complejos y acaban en la matriz donde se unen a media molécula de O2 y dos H+, produciendo agua.
  • 1 NADH → bombea 10 H+ al espacio intermembrana/matriz.
  • FADH2 se fosforila y cede 2 electrones al Complejo II.
  • 1 FADH2 → bombea 6 H+.
  • 4 H+ producen 1 ATP a través de la ATP sintasa.

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