Rutas Metabólicas: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Fermentación Alcohólica

Glucólisis en el Citosol

La glucólisis es un proceso que ocurre en el citosol y genera un rendimiento neto de: 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvatos.

Etapas de la Glucólisis

• Glucosa (Gasto de ATP a ADP mediante la enzima hexoquinasa).
• Glucosa-6-fosfato (Transformada por la glucosa-6-fosfato isomerasa).
• Fructosa-6-fosfato (Gasto de ATP a ADP mediante la fosfofructoquinasa).
• Fructosa 1,6-bifosfato (Ruptura por la aldolasa).
• Gliceraldehído 3-fosfato (Intercambio ADP-ATP) y dihidroxiacetona fosfato.
• Acción de la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa.
• 1,3-bifosfoglicerato (Producción de ATP desde ADP mediante la fosfoglicerato quinasa).
• 3-fosfoglicerato (Acción de la fosfoglicerato mutasa).
• 2-fosfoglicerato (Pérdida de H₂O mediante la enolasa).
• Fosfoenolpiruvato (Producción de ATP desde ADP mediante la piruvato quinasa).
• Piruvato.

Ciclo de Krebs en la Mitocondria

El Ciclo de Krebs se lleva a cabo en la mitocondria. La reacción general del Acetil-CoA (2C) produce: 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂ y 1 GTP (equivalente a aproximadamente 1 ATP).

Reacciones del Ciclo de Krebs

• Oxalacetato + Acetil-CoA.
• Citrato (Acción de la aconitasa: sale y entra agua).
• Isocitrato (Acción de la isocitrato deshidrogenasa: se libera CO₂).
• α-cetoglutarato (Acción de la α-cetoglutarato deshidrogenasa: se libera CO₂).
• Succinil-CoA (Acción de la succinil sintetasa: se libera el grupo CoA).
• Succinato (Acción de la succinato deshidrogenasa: toma 2 hidrógenos).
• Fumarato (Acción de la fumarato hidratasa: entra H₂O).
• Malato (Acción de la malato deshidrogenasa: toma 2 hidrógenos).

Fermentación Alcohólica

La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en ausencia de oxígeno por actividad de microorganismos que procesan la glucosa en etanol.

Finalidad de la fermentación alcohólica: Proporciona energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares en ausencia de oxígeno.

Limitaciones del Proceso

• Concentración de etanol resultante: Resistencia de las levaduras a las concentraciones de etanol.
• Acidez del substrato: Levaduras afectadas por el pH, ambiente alcalino o ácido; funcionamiento de levaduras en rango de 3.5 a 5.5 pH.
• Concentración de azúcares: Concentración de azúcares (hidratos de carbono) pueden frenar la actividad bacteriana.
• Contacto con el aire: Intervención con el oxígeno lo detiene por completo (Efecto Pasteur).
• Acidez del substrato: Levaduras afectadas por el pH, ambiente alcalino o ácido; funcionamiento de levaduras en rango de 3.5 a 5.5 pH.
• Concentración de azúcares: Concentración de azúcares (hidratos de carbono) pueden frenar la actividad bacteriana.
• Contacto con el aire: Intervención con el oxígeno lo detiene por completo (Efecto Pasteur).
• Temperatura: La levadura a 55°C por 5 minutos muere. Cumple su misión a temperaturas de 30°C.

Tipos de Fermentación Alcohólica

• Fermentación industrial: Mediante el cual determinados sustratos que componen el medio de cultivo son transformados mediante reacciones microbianas de metabolitos y biomasa.
• Fermentaciones naturales: Se produce espontáneamente con la emisión de ciertas cantidades de etanol, siempre que se encuentren con un azúcar y una atmósfera pobre de oxígeno.
• Fermentaciones específicas: Fermentaciones manipuladas por el hombre con el objeto de obtener etanol en ciertas bebidas; se emplean principalmente azúcares de frutas, cereales o leches.
• Fermentación alcohólica de la leche: Proceso alimentado por la lactosa y la enzima lactasa.