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Glucólisis

La primera mitad de la glucólisis utiliza dos moléculas de ATP en la fosforilación de la glucosa, que luego se divide en dos moléculas de tres carbonos.
Diagrama de la primera mitad de la glucólisis. La glucosa es un azúcar de 6 carbonos; es un hexágono con oxígeno en una de las esquinas y el sexto carbono fuera del anillo. Paso 1: La hexoquinasa toma un fosfato del ATP y lo agrega a la glucosa para producir glucosa-6-fosfato (una estructura lineal con un grupo fosfato en carbono 6). El ADP es otro producto de esta reacción. Paso 2: La fosfoglucosa isomerasa convierte la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato moviendo el oxígeno de doble enlace del carbono 1 al carbono 2. Paso 3: la fosfofrutoquinasa mueve un fosfato de ATP a fructosa-6-fosfato para producir fructosa-1,6, - difosfato. Esta es una molécula de fructosa con grupos fosfato en los carbonos 1 y 6. ADTP es otro producto de esta reacción. Paso 4: La aldolasa divide la fructosa-1,6-bifosfato por la mitad para producir gliceraldehído-3-fosfato (una molécula de 3 carbonos con un doble enlace de oxígeno en el carbono 1 y un fosfato en el carbono 3) y dihidroxiacetona-fosfato (que tiene un grupo fosfato en el carbono 1 y un doble enlace de oxígeno en el carbono 2). Paso 5: La isomerasa de fosfato de triosa se convierte entre dihidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-fosfato.

La segunda mitad de la glucólisis implica fosforilación sin inversión de ATP (paso 6) y produce dos moléculas de NADH y cuatro de ATP por glucosa.
Diagrama de la segunda mitad de la glucólisis. Todos los pasos siguientes ocurren dos veces. Paso 6: La gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa convierte el gliceraldehído 3-fosfato (una molécula de 3 carbonos con un oxígeno de doble enlace en el carbono 1 y un fosfato en el carbono 3) en 1,3-bisfosfoglicerato (una molécula con phopshates en los carbonos 1 y 3). El fosfato añadido es un fosfato inorgánico (pi) y este proceso también requiere la conversión de NAD+ a NADH y H+. Paso 7: La fosfoglicerato quinasa elimina un fosfato del 1,3-bisfosfoglicerato y lo agrega al ADP para producir ATP y 3-fosfoglicerato (una molécula con un grupo fosfato en el carbono 3 y un grupo carboxilo en el carbono 1). Paso 8: La fosfoglicerato mutasa convierte el 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato que tiene un carboxilo en el carbono 1, un grupo fosfato en el carbono 2 y un OH en el carbono 3. Paso 9: La enolasa convierte el 2-fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato (PEP) eliminando el oxígeno del carbono 3 (y produciendo agua). Paso 10: La piruvato quinasa convierte el PEP en piruvato al eliminar el grupo fosfato y agregarlo al ADP para producir ATP. El piruvato es una molécula de carbono 3 con un carboxilo en carbono 1 y un oxígeno de doble enlace en carbono 2.

Vía Entner-Doudoroff

La Vía Entner–Doudoroff es una vía metabólica que convierte la glucosa en etanol y elimina un ATP.
La D-glucosa es una molécula de 6 carbonos con un anillo hexagonal que contiene oxígeno en una esquina; el sexto carbono está fuera del anillo. ATP:La D-glucosa 6-fosfotransferasa elimina un grupo fosfato del ATP para producir beta-D-glucosa-6P que tiene un grupo fosfato en el carbono 6. El ADP es otro producto de esta reacción. Beta-D-glucosa-6-fosfato: NADP + 1-oxoreductasa convierte la beta-D-glucosa-6P en D-clucono-1,5, - lactona 6-fosfato. Esta molécula tiene un oxígeno en carbono 1 en lugar de un grupo OH. Esta reacción también produce NADH+ + H+ a partir de NADP. La lactonohidrolasa convierte D-glucono-1,5,-lactona 6-fosfato en 6-phsofo-D-gluconato (una forma lineal con el grupo fosfato en el carbono 6 y un oxígeno de doble enlace en el carbono 1). la hidroaliasa de 6-fosfo-D-gluconato convierte 6-phsofo-D-gluconato en 2-dehidro-3-desoxi-D-gluconato-6P agregando oxígeno de doble enlace al carbono 2. La aldolasa de P-2-ceto-3-desoxigluconato divide 2-dehidro-3-desoxi-D-gluconato-6P en piruvato (una molécula de 3 carbonos con oxígenos de doble enlace en los carbonos 1 y 2) y gliceraldehído-3-fosfato (una molécula de 3 carbonos con oxígeno de doble enlace en el carbono 1 y un grupo fosfato en el carbono 3). El gliceraldehído-3-fosfato se puede convertir en piruvato eliminando el fosfato y agregándolo al ADP para producir ATP. Esta reacción también produce NADH + H+ a partir de NAD+. El piruvato se puede convertir en etanol; esta reacción produce NAD + a partir de NADH + H+.

La Vía de pentosa-Fosfato

La vía de pentosa-fosfato, también llamada vía de fosfogluconato y derivación de monofosfato de hexosa, es una vía metabólica paralela a la glucólisis que genera NADPH y azúcares de cinco carbonos, así como ribosa 5-fosfato, un precursor para la síntesis de nucleótidos a partir de glucosa.
Paso 1: Glucose-6-phosphate is a 6 carbon molecule in ring formation with a phosphate group at carbon 6. Step 2: Glucose 6-phosphate dehydrogenase converts glucose-6-phosphate to 6-P-gluconolactone thereby producing NADPH/H+ from NADP+. Step 3: Gluconolactonase converts 6-P-gluconolactone to 6-P-gluconate by hydrolysis. Step 4: 6-P-gluconate dehydrogenase converts 6-P-gluconate to ribulose 5-phosphate thereby producing NADPH/H+ from NADP+.

TCA Cycle

In this transition reaction, a multi-enzyme complex converts pyruvate into one acetyl (2C) group plus one carbon dioxide (CO2). El grupo acetilo está unido a un portador de coenzima A que transporta el grupo acetilo al sitio del ciclo de Krebs. En el proceso, se forma una molécula de NADH.
Paso 1: Se elimina un grupo carboxilo del piruvato, liberando dióxido de carbono. Paso 2: NAD+ se reduce a NADH. Paso 3: Un grupo acetilo se transfiere a la coenzima A, dando como resultado acetilo CoA.

En el ciclo del ácido cítrico, el grupo acetil del acetil CoA se une a una molécula de oxaloacetato de cuatro carbonos para formar una molécula de citrato de seis carbonos. A través de una serie de pasos, el citrato se oxida, liberando dos moléculas de dióxido de carbono para cada grupo acetilo introducido en el ciclo. En el proceso, se producen tres NADH, un FADH2 y un ATP o GTP (dependiendo del tipo de célula) por fosforilación a nivel de sustrato. Debido a que el producto final del ciclo del ácido cítrico es también el primer reactivo, el ciclo funciona continuamente en presencia de suficientes reactivos. (crédito: modificación del trabajo de «Yikrazuul» /Wikimedia Commons)
Acetil CoA es una molécula de 2 carbonos con un

Oxidación beta

Durante la oxidación de ácidos grasos, los triglicéridos se pueden descomponer en grupos acetil 2C que pueden entrar en el ciclo de Krebs y usarse como fuente de energía cuando los niveles de glucosa son bajos.
Comenzando con un ácido graso (una cadena de carbono larga). Paso 1: Convertir un ácido graso en acil carnitina grasa permite el transporte a través de las membranas mitocondriales. La imagen muestra la eliminación del OH del extremo del ácido graso y la adición de un Co-A-S en su lugar. Paso 2: El acil COA graso se convierte en beta-cetoacilo CoA, que se divide en acil CoA y acetil CoA. Se retira la Co-A-SH. Los hidrógenos se eliminan de los carbonos 2 y 3 para formar un doble enlace entre estos carbonos. Esto también produce la forma FADH2 FAD+. A continuación, el CoA trans-enoil se convierte por oxidación de carbono beta y la adición de agua. Esto produce L-3-hidroxiacilo CoA (una molécula donde estos enlaces dobles se rompen de nuevo). A continuación se produce Beta-cetoacilo CoA (que tiene un doble enlace agregado de oxígeno al carbono 3). Este proceso también produce FADH2 a partir de FAD+. A continuación, el beta-cetoacilo CoA se divide en acetil CoA (una cadena de 2 carbonos) y acil CoA (con una cadena de carbono acortada). Finalmente, el acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs.

Fosforilación oxidativa

La cadena de transporte de electrones es una serie de portadores de electrones y bombas de iones que se utilizan para bombear iones H+ a través de una membrana. H + luego vuelve a fluir a través de la membrana a través de la ATP sintasa, que cataliza la formación de ATP. La ubicación de la cadena de transporte de electrones es la matriz mitocondrial interna en las células eucariotas y la membrana citoplasmática en las células procariotas.
Se muestra la membrana interna de las mitocondrias. En la membrana hay una serie de proteínas en fila y una proteína grande a un lado. En la matriz mitocondrial interna está la ecuación general que muestra 2 iones de hidrógeno libres + 2 electrones que salen, ETC + ½ de una molécula de O2 producen agua. Esto sucede dos veces. El diagrama muestra 2 electrones en la primera proteína de la cadena. Estos electrones provienen de la división de NADH a NAD+. Los electrones se mueven a la siguiente proteína de la cadena, y a la línea de 5 proteínas de la cadena de transporte de electrones. Los electrones también se pueden agregar a la cadena de la segunda proteína a partir de la división de FADH2 en FAD+. A medida que los electrones pasan a través de las proteínas, 1, 3 y 5 protones (H+) se bombean a través de la membrana. Estos protones pueden fluir de regreso a la matriz mitocondrial a través de la ATP sintasa. A medida que fluyen a través de la ATP sintasa, permiten la producción de ATP a partir de ADP y PO4,3 -.

Ciclo de Calvin-Benson

El ciclo de Calvin-Benson tiene tres etapas. En la etapa 1, la enzima RuBisCO incorpora dióxido de carbono en una molécula orgánica, 3-PGA. En la etapa 2, la molécula orgánica se reduce utilizando electrones suministrados por NADPH. En la etapa 3, RuBP, la molécula que inicia el ciclo, se regenera para que el ciclo pueda continuar. Solo se incorpora una molécula de dióxido de carbono a la vez, por lo que el ciclo debe completarse tres veces para producir una sola molécula de GA3P de tres carbonos y seis veces para producir una molécula de glucosa de seis carbonos.
Paso 1: Fijación de carbono. Tres moléculas de CO2 entran en el ciclo. Rubisco los combina con 3 moléculas de RUBP (una molécula de carbono 5 con un grupo fosfato en cada extremo. Esto produce 6 moléculas de 3-PGA (una molécula de 3 carbonos con un fosfato de carbono 3. Paso 2: reducción de 3-PGA. Las moléculas de 3-PGA se convierten en 6 moléculas de GA3P eliminando uno de los oxígenos del carbono 1. Este proceso también utiliza 6 moléculas de ATP (que producen ADP) y 6 moléculas de NADPH (que producen NADP+ + H+). Paso 3: Regeneración de RuBP. Cinco de las 6 moléculas de GA3P se convierten en 3 moléculas de RuBP. El sexto Ga3P se convierte en ½ molécula de glucosa (C6H12O6). La producción de RuBP también utiliza 3 ATP (produciendo 2 ADP). Esto nos lleva de vuelta a la cima del ciclo.

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