Resultados de aprendizaje
- Describir el proceso de oxidación del piruvato e identificar sus reactivos y productos
Si hay oxígeno disponible, la respiración aeróbica seguirá adelante. En las células eucariotas, las moléculas de piruvato producidas al final de la glucólisis son transportadas a las mitocondrias, que son los lugares de la respiración celular. Allí, el piruvato se transformará en un grupo acetilo que será recogido y activado por un compuesto portador llamado coenzima A (CoA). El compuesto resultante se llama acetil CoA. La CoA se obtiene a partir de la vitamina B5, el ácido pantoténico. El acetil CoA puede ser utilizado de diversas maneras por la célula, pero su función principal es entregar el grupo acetilo derivado del piruvato a la siguiente etapa de la vía en el catabolismo de la glucosa.
Descomposición del piruvato
Para que el piruvato (que es el producto de la glucólisis) entre en el ciclo del ácido cítrico (la siguiente vía en la respiración celular), debe sufrir varios cambios. La conversión es un proceso de tres pasos (Figura 1).
Figura 1. Al entrar en la matriz mitocondrial, un complejo multienzimático convierte el piruvato en acetil CoA. En el proceso, se libera dióxido de carbono y se forma una molécula de NADH.
Paso 1. Se elimina un grupo carboxilo del piruvato, liberando una molécula de dióxido de carbono en el medio circundante. El resultado de este paso es un grupo hidroxietilo de dos carbonos unido a la enzima (piruvato deshidrogenasa). Este es el primero de los seis carbonos de la molécula de glucosa original que se elimina. Este paso procede dos veces (recuerde: hay dos moléculas de piruvato producidas al final de la glucólisis) por cada molécula de glucosa metabolizada; así, dos de los seis carbonos habrán sido eliminados al final de ambos pasos.
Paso 2. El NAD+ se reduce a NADH. El grupo hidroxietilo se oxida a un grupo acetilo, y los electrones son recogidos por el NAD+, formando NADH. Los electrones de alta energía del NADH se utilizarán posteriormente para generar ATP.
Paso 3. Se transfiere un grupo acetilo a la conenzima A, dando lugar a acetil CoA. El grupo acetilo unido a la enzima se transfiere a la CoA, produciendo una molécula de acetil CoA.
Nótese que durante la segunda etapa del metabolismo de la glucosa, cada vez que se elimina un átomo de carbono, éste se une a dos átomos de oxígeno, produciendo dióxido de carbono, uno de los principales productos finales de la respiración celular.
Acetil CoA a CO2
En presencia de oxígeno, el acetil CoA entrega su grupo acetilo a una molécula de cuatro carbonos, el oxaloacetato, para formar citrato, una molécula de seis carbonos con tres grupos carboxilo; esta vía cosechará el resto de la energía extraíble de lo que comenzó como una molécula de glucosa. Esta única vía recibe diferentes nombres, pero principalmente la llamaremos Ciclo del Ácido Cítrico.
En Resumen: Oxidación del Piruvato
En presencia de oxígeno, el piruvato se transforma en un grupo acetilo unido a una molécula portadora de coenzima A. El acetil CoA resultante puede entrar en varias vías, pero la mayoría de las veces, el grupo acetilo se entrega al ciclo del ácido cítrico para su posterior catabolismo. Durante la conversión del piruvato en el grupo acetilo, se eliminan una molécula de dióxido de carbono y dos electrones de alta energía. El dióxido de carbono representa dos (conversión de dos moléculas de piruvato) de los seis carbonos de la molécula de glucosa original. Los electrones son recogidos por el NAD+, y el NADH lleva los electrones a una vía posterior para la producción de ATP. En este punto, la molécula de glucosa que entró originalmente en la respiración celular ha sido completamente oxidada. La energía potencial química almacenada dentro de la molécula de glucosa ha sido transferida a portadores de electrones o ha sido utilizada para sintetizar algunos ATPs.
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