Las células están llevando a cabo constantemente reacciones bioquímicas para crecer, reproducirse, mantener sus estructuras y reaccionar a sus entornos. Todo esto requiere energía, que la célula cosecha al descomponer las moléculas orgánicas en reacciones que liberan la energía del enlace químico entre los átomos. La glucólisis y el ciclo del ácido cítrico, también conocido como ciclo de Krebs, son dos vías importantes que proporcionan energía. Están unidas por la etapa del puente, una reacción llamada descarboxilación de piruvato.
El puente
(Ref 1) El propósito de la glucólisis es descomponer la glucosa de azúcar de seis carbonos en varias sustancias mientras almacenando la energía liberada en otras moléculas, incluido el trifosfato de adenosina (ATP) y el dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido (NADH). Un subproducto de la glucólisis es el ácido pirúvico, que contiene tres átomos de carbono, cuatro átomos de hidrógeno y tres átomos de oxígeno. La reacción del puente de tres pasos convierte el ácido pirúvico en acetil CoA, una entrada al ciclo del ácido cítrico. Tres enzimas catalizan los pasos de descarboxilación de piruvato.
Piruvato descarboxilación
La reacción que elimina el dióxido de carbono del ácido pirúvico requiere una triple enzima bioquímica, llamada complejo piruvato deshidrogenasa, que contiene muchas subunidades de proteínas . Las enzimas se abrevian E1 a E3. La reacción requiere la presencia de oxígeno, y el proceso es parte del ciclo de respiración aeróbica de la célula. La enzima E1 extrae la molécula de CO2 del piruvato. E1 también cataliza reacciones que usan el remanente, un grupo acetilo, para producir una molécula de lipoato que contiene un par de átomos de azufre. E2 luego transfiere el grupo acetilo a la coenzima A para formar acetil CoA, la entrada al ciclo de Krebs. En el paso final, E3 ayuda a oxidar el remanente de lipoato, lo que resulta en la producción de NADH.
Papel de las mitocondrias
En la glucólisis, la glucosa inicia una larga cadena de reacciones químicas que producen piruvato. y energía Estas reacciones ocurren en el componente líquido de la célula, o citosol, que no está encerrado dentro de un orgánulo. Los orgánulos comunes incluyen el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. El piruvato es absorbido por las mitocondrias de las células eucariotas, que contienen un núcleo organizado, donde participa en la producción de acetil CoA. El acaparamiento mitocondrial del piruvato previene otros usos del piruvato, como la producción de glucosa por el hígado.
Rendimiento energético
La importancia del paso del puente es que permite un rendimiento mucho mayor de energía extraída de la molécula de glucosa original. La glucólisis produce un exiguo rendimiento de energía, medida por la producción neta de solo dos moléculas de ATP y dos de NADH. La descarboxilación de piruvato y el ciclo del ácido cítrico producen dos ATP más, pero la gran recompensa es la producción de ocho moléculas de NADH, cada una convertible en tres ATP a través de otros procesos de respiración aeróbica. Por lo tanto, la etapa puente es directa o indirectamente responsable de la producción de 24 ATP adicionales.
