1. La glucólisis y la fermentación son vías metabólicas que permiten a las células obtener energía en forma de ATP a partir de la oxidación de carbohidratos como la glucosa. 2. La glucólisis convierte la glucosa en piruvato a través de 10 pasos, produciendo un total de 2 ATP y 2 NADH. La fermentación es la degradación anaeróbica de nutrientes para obtener ATP. 3. Existen diferentes tipos de fermentación como la láctica, alcohólica y de ácido propión

1. Glicólisis y fermentación

2. • El constante suplemento de energía que las células
necesitan para generar y mantener el orden
biológico que las mantiene vivas, proviene de los
enlaces químicos de las moléculas de alimentos que
sirven como combustibles para las células.

3. Las células usan la energía de la oxidación
de los carbohidratos.
Figure 2-69 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

4. Glucosa: excelente
combustible y ¿Cómo la energía química
precursor de almacenada en la
glucosa y otras
biomoléculas. moléculas se libera para
hacer trabajo biológico?

5. Glucólisis
• En esta ruta se obtiene ATP sin ocupar oxígeno
molecular.
• Una molécula de glucosa (6C) se convierte en dos
moléculas de piruvato (3C).
• La glucólisis se encuentra muy conservada en los
organismos vivos.
• Es una ruta central, casi universal del catabolismo de la
glucosa.
• Es la vía metabólica más estudiada.
• Se cree que es una ruta metabólica muy antigua
(atmósfera primitiva anóxica).

6. Ocurre en 10 pasos
divididos en dos etapas:
Fase preparatoria
1. Hexoquinasa
2. Fosfohexosaisomerasa
3. Fosfofructoquinasa
4. Aldolasa
5. Triosa fosfato isomerasa

7. Fase de beneficios
6. Gliceraldeído 3-fosfato
deshidrogenasa
7. Fosfoglicerato quinasa
8. Fosfoglicerato mutasa
9. Enolasa
10. Piruvato quinasa

8. • Fase preparatoria.
– Se utilizan 2 moléculas de
ATP.
– Producto Final: 2
Gliceraldehído 3-P.
• Fase de beneficios.
– Se producen 4 moléculas de
ATP.
– Producto: 2 Piruvato + 4ATP
+2NADH + 2 H2O

9. ¿Cuál es la ganancia neta de
ATP en la glucólisis?
¿Cuál es la fórmula
condensada de la
glucólisis?
Figure 2-70 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

10. Ganancia neta de ATP
Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2NAD+ +2Pi →
2Piruvato + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
Glucosa + 2ATP + 2NAD+ +2Pi →
2Piruvato + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
Los 2 NADH producidos deben regresar a la forma de NAD+
para continuar esta ruta.
En condiciones aeróbicas, los NADH entran a la cadena de
transporte de electrones donde se utilizan para producir
ATP.

11. • En la glucólisis solo se obtiene una pequeña
parte de la energía almacenada en la glucosa.
El piruvato formado todavía tiene gran
cantidad de energía.

12. Intermediarios fosforilados
• Todos los intermediarios glucolíticos están fosforilados. Esto parece
tener 3 funciones:
1. Los grupos fosfato se ionizan a pH neutro → cargan neta negativa.
No pueden cruzar la membrana plasmática a pesar de la gran
diferencia de concentración.
2. Conserva los grupos fosfato necesarios para la síntesis de ATP.
3. Los grupos fosfato en los sitios activos de las enzimas contribuyen
a reducir la energía de activación y aumentar la especificidad de
las reacciones enzimáticas. Forma complejos con el Mg2+ y
muchas enzimas glicolíticas requieren de este ión para su
actividad.

13. La glucólisis está bajo regulación
estricta
• “efecto Pasteur” : en levaduras, tanto la velocidad de la
glucólisis como la cantidad de glucosa consumida en
condiciones anaeróbicas es mucho mayor que en aeróbicas.
• Glucólisis: 2ATP por glucosa.
• Respiración aeróbica: 36 ATP por molécula de glucosa.
• Para obtener la misma cantidad de ATP se debe consumir
18 veces más glucosa en condiciones anaeróbicas.
• El flujo a través de la glucólisis se regula para tener niveles
constantes de ATP y un suministro adecuado para procesos
biosintéticos.
• Regulación: fosfofructoquinasa y priuvato quinasa.

14. Otros carbohidratos también pueden alimentar la glucólisis
La glucosa no es el único carbohidrato que
pueden entrar a la glucólisis.
• Polisacáridos: Ej. glucógeno y almidón
• Otros monosacáridos: ej. Fructosa,
gliceraldehído, galactosa, manosa.
• Disacáridos: se hidrolizan a monosacáridos.
– Maltosa → 2 glucosas (maltasa)
– Lactosa → galactosa + glucosa (lactasa)
– Sacarosa → fructosa + glucosa (sacarasa)
• La intolerancia a la lactosa es una enfermedad
causada por la ausencia de actividad de
lactasa de las células intestinales.

15. Fermentación
• Degradación anaeróbica de la glucosa u otros
nutrientes orgánicos a diversos productos para
obtener energía en forma de ATP.
• La degradación de la glucosa a piruvato es la
forma en la que se puede sintetizar ATP en
condiciones anaerobias
• Los 2 NADH formados en la glucolisis tienen que
regresar a NAD+, la diferencia entre los distintos
tipos de fermentación se debe al mecanismo
utilizado para este proceso.

16. Principales destinos catabólicos del piruvato

17. Fermentación Láctica
• El piruvato producido por la
degradación de la lactosa,
se reduce a lactato por
acción de la lactato
deshidrogenasa (LDH).
• Los productos lácteos como
el yoghurt, el jocoque y el
queso están hechos a partir
de fermentaciones
bacterianas del ácido
láctico.
• Músculo durante la
contracción vigorosa, retina,
cerebro, eritrocitos.
Microorganismos.

18. Fermentación del ácido láctico
• Las bacterias de los géneros
Lactobacillus y Streptococcus son las
involucradas en los procesos de
fermentación láctica.
• Los productos como los quesos
madurados adquieren su sabor
característico por fermentaciones
subsecuentes de ácido propiónico.
• En este proceso, las bacterias del
género Propionibacterium convierten el
piruvato en propionato a través de una
serie de reacciones complejas.

19. Fermentación alcohólica
• El piruvato es
descarboxilado por la
piruvato
descarboxilasa para
formar acetaldehído;
éste es reducido por la
alcohol
deshridrogenasa a
etanol con la oxidación
concomitante de
NADH.

20. Fermentación alcohólica
• Las bebidas alcohólicas provienen de la
fermentación de productos vegetales con
alto contenido de carbohidratos.
• Las levaduras y algunas bacterias son las
responsables de este tipo de fermentación.
• Saccharomyces cerevisiae se reproduce
asexualmente por gemación y puede vivir
en condiciones aerobias o anaerobias.
• Pulque, tepache, mezcal.

21. Producción de cerveza
Cebada Malteado
Malta
(semilla
germinada)
Mosto
• La cebada es la materia prima tradicional para la elaboración de la
cerveza.
• Los cereales son ricos en almidón pero prácticamente no contienen
azúcares libres, por eso los granos se dejan germinar y así sintetizan
amilasas.
• Una gran parte del almidón se degrada formando maltosa que en la
fermentación se degrada a glucosa → etanol y CO2.

22. Otros productos de fermentaciones
microbianas
• Aunque el lactato y el etanol son los
productos mas comunes de las
fermentaciones microbianas, no son
los únicos.
• Otros productos: metanol, ácido
fórmico, acético, propiónico, butírico
y succínico, glicerol, isopropanol,
butanol y butanodiol.
• El sueño de un ingeniero!!!
reacciones químicas de muchos
pasos, rendimientos elevados, pocos
productos secundarios, bajo costo.

23. Glucólisis alterada en Diabetes y
Cáncer
• La diabetes tipo 1 tiene un fuerte efecto sobre el
metabolismo de carbohidratos y grasas.
• En muchos tipos de tumores humanos la
asimilación de glucosa es aprox. 10 veces mas
rápido de lo normal.
• Esto se utiliza para detectar mediante tomografía
la distribución de 2-Fluoro-2-deoxiglucosa en el
cuerpo indicando posibles tumores.