Glucólisis
La glucólisis o glicólisis es una serie de reacciones químicas que usan las células para obtener energía a partir de la degradación de la glucosa. También recibe el nombre de vía de Embden-Meyerhoff, pues fueron los científicos que descubrieron esta ruta metabólica.
La glucosa entra a la célula atravesando la membrana celular. Luego, la glucólisis ocurre en el citoplasma o citosol cuando la glucosa entra en contacto con la enzima glucoquinasa. Es una vía catabólica, porque se rompe la molécula de glucosa para producir energía en forma de ATP (adenosintrifosfato).
En el proceso glicolítico, se produce la oxidación de la glucosa sin la participación del oxígeno. Por ello, la glucólisis es una ruta metabólica anaerobia presente en células eucariotas y procariotas, ya que no precisa de oxígeno para llevarse a cabo.
La glucólisis consta de 10 reacciones químicas que transforman un compuesto de seis carbonos, la glucosa, en dos moléculas de tres carbonos, el piruvato.
La ecuación general es la siguiente:
Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 PO4 → 2 Piruvato + 2 NADH + 2H+ + 2 ATP + 2 H2O
Es decir, los sustratos de la glucólisis según la ecuación general son:
- 1 molécula de glucosa
- 2 moléculas de nicotinamida adenindinucleótido oxidado (NAD+)
- 2 moléculas de adenosina difosfato (ADP)
- 2 moléculas de fosfatos (PO4)
Y los productos de la glucólisis son:
- 2 moléculas de piruvato
- 2 moléculas de nicotinamida adenindinucleótido reducido (NADH)
- 2 protones H+
- 2 moléculas de adenosina trifosfato (ATP)
- 2 moléculas de agua (H2O)
Cabe mencionar que la ecuación nos muestra el gasto y producción netos. Por ejemplo, en la primera fase de la glucólisis se gastan 2 ATP. Sin embargo, como en la segunda fase se producen 4 ATP, esto resulta en 2 ATP producidos en la ecuación general.
El piruvato producido en la glucólisis puede pasar luego al ciclo de Krebs en la respiración aerobia o a la fermentación. Mientras, el ATP se usará en otras reacciones celulares, y el NADH puede pasar a la mitocondria para producir más ATP.
Reacciones de la glucólisis
La glucólisis es una ruta metabólica compuesta de 10 pasos o reacciones. Podemos dividir estos pasos en dos grandes fases: la fase de gasto de energía, y la fase de producción de energía.
Fase de gasto de energía o preparatoria
En los cinco primeros pasos, la glucosa se transforma en diferentes tipos de molécula hasta romperse en dos gliceraldehídos 3-fosfato. Requiere de energía, ya que el ATP se aprovecha para las diferentes transformaciones de la glucosa.
Paso 1: Fosforilación de la glucosa
En esta reacción, la enzima glucoquinasa (o hexoquinasa en algunos tejidos) favorece la adición de un grupo fosfato proveniente del ATP al carbono 6 de la glucosa. De esta manera, se forma glucosa 6-fosfato y ADP.
Paso 2: Conversión de glucosa 6-fosfato
La enzima fosfohexosa isomerasa transforma a la glucosa 6-fosfato en fructosa 6-fosfato, y la prepara para su fosforilación.
Paso 3: Fosforilación de la fructosa 6-fosfato
La fosfofructoquinasa transfiere un grupo fosfato de un segundo ATP al carbono 1 de la fructosa 6-fosfato. Es así que se produce fructosa 1,6-bifosfato, una molécula de 6 carbonos y dos grupos fosfatos, y ADP.
Paso 4: Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato
Gracias a la aldolasa, la fructosa 1,6-bifosfato se rompe en dos moléculas diferentes de tres carbonos: dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato.
Paso 5: Conversión de dihidroxiacetona fosfato
Para continuar el proceso de la glucólisis, la dihidroxiacetona fosfato tiene que transformarse a gliceraldehído 3-fosfato. Esta conversión es regulada por la enzima triosa fosfato isomerasa.
Una vez llevada a cabo la transformación, hay dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato que continúan a la par en la siguiente fase.
Fase de producción de energía o rendimiento
El objetivo de esta segunda fase de la glucólisis es transformar los dos gliceraldehídos 3-fosfato en piruvatos. En el proceso, se produce más energía de la que se consumió durante la primera fase.
Paso 6: Fosforilación y oxidación del gliceraldehído 3-fosfato
El gliceraldehído 3-fosfato se oxida al perder dos hidrógenos, que pasan al NAD+, formando NADH + H+. Al mismo tiempo, gana un grupo fosfato a partir de fosfato inorgánico (PO43-).
La enzima que cataliza este paso es la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa y el producto que continúa en el siguiente paso es el 1,3-bifosfoglicerato.
Paso 7: Formación de ATP
El 1,3-bifosfoglicerato es una molécula con alto nivel energético al poseer dos grupos fosfatos. Un grupo fosfato se transfiere a la adenosina difosfato (ADP) para formar el primer ATP del proceso de la glucólisis por acción de la fosfoglicerato quinasa.
Paso 8: Cambio de lugar de grupo fosfato
El 3-fosfoglicerato tiene su grupo fosfato en el carbono 3, por lo que hay que mudar ese grupo fosfato al carbono 2. Esto lo realiza la enzima fosfoglicerato mutasa, produciendo un 2-fosfoglicerato.
Paso 9: Deshidratación de 2-fosfoglicerato
La enolasa es la enzima que cataliza la pérdida de una molécula de agua del 2-fosfoglicerato para formar fosfoenolpiruvato. Esta molécula tiene un potencial más alto de transferir un grupo fosfato para así liberar energía.
Paso 10: Formación de ATP
Este es el último paso de la glucólisis, donde la piruvato quinasa transfiere el grupo fosfato del fosfoenolpiruvato a un ADP. A raíz de esta reacción, se producen ATP y piruvato, la última molécula de esta vía metabólica.
Sustratos, productos y enzimas que participan en la glucólisis
En la siguiente tabla recopilamos los sustratos y productos claves de cada paso en la glucólisis, así como las enzimas que participan y regulan cada reacción.
| Paso | Sustratos | Productos | Enzimas |
|---|---|---|---|
| 1 | Glucosa + ATP | Glucosa 6-fosfato + ADP | Glucoquinasa (Hexoquinasa) |
| 2 | Glucosa 6-fosfato | Fructosa 6-fosfato | Fosfohexosa isomerasa |
| 3 | Fructosa 6-fosfato + ATP | Fructosa 1,6-bifosfato | Fosfofructoquinasa |
| 4 | Fructosa 1,6-bifosfato |
Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído 3-fosfato |
Aldolasa |
| 5 | Dihidroxiacetona fosfato | Gliceraldehído 3-fosfato | Triosa fosfato isomerasa |
| 6 | Gliceraldehído 3-fosfato + NAD+ | 1,3-bifosfoglicerato + NADH + H+ | Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa |
| 7 | 1,3-bi fosfoglicerato + ADP | 3-fosfoglicerato + ATP | Fosfoglicerato quinasa |
| 8 | 3-fosfoglicerato | 2-fosfoglicerato | Fosfoglicerato mutasa |
| 9 | 2-fosfoglicerato | Fosfoenolpiruvato + H2O | Enolasa |
| 10 | Fosfoenolpiruvato + ADP | Piruvato + ATP | Piruvato quinasa |
Recuerda que desde los pasos 6 al 10, la cantidad de sustratos, productos y enzimas es doble, pues en los pasos 4 y 5 se producen dos gliceraldehídos 3-fosfato.
Vea también Respiración celular y Mitocondria.
Referencias
Chaudhry, R.,Varacallo, M. (2021) Biochemistry, Glycolysis. En: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482303/
Nelson, D.L., Cox, M.M., Hoskins, A.A. (2021) Lehninger Principles of Biochemistry. 8th ed. Macmillan Learning. Boston.
Cómo citar: Fernandes, Ana (08/08/2025). "Glucólisis". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/glucolisis/ Consultado:
