¿Cuál es la diferencia entre la glucólisis citosólica y cloroplástica?

El diferencia clave entre la glucólisis citosólica y cloroplástica es que la glucólisis citosólica es una vía lineal, mientras que la glucólisis cloroplástica es una vía cíclica.

La glucólisis ocurre en el citosol, el cloroplasto y el plástido de plantas fotosintéticas y no fotosintéticas, según los requisitos de energía y los precursores. Estas reacciones ocurren en diferentes compartimentos catalizadas por isoformas enzimáticas separadas. La glucólisis citosólica tiene lugar en el citosol de una célula vegetal, mientras que la glucólisis cloroplástica tiene lugar en el cloroplasto o plástido de una célula vegetal.

¿Qué es la glucólisis citosólica?

La glucólisis citosólica es una red compleja que consta de reacciones enzimáticas alternativas. Dos reacciones citosólicas alternas mejoran el rendimiento de ATP mediante el uso de pirofosfato en lugar de ATP. La vía de la glucólisis citosólica proporciona flexibilidad metabólica esencial, lo que facilita el desarrollo de la planta y la aclimatación a las condiciones ambientales de estrés. Este proceso tiene lugar en el citosol y tiene dos fases principales: la fase de demanda de energía y la fase de liberación de energía.

Figura 01: Glucólisis citosólica

Inicialmente, la enzima hexoquinasa agrega un grupo fosfato a la glucosa en el citoplasma y forma glucosa-6-fosfato. Esta molécula es isomerizada en fructosa-6-fosfato por la fosfoglucomutasa. La molécula de ATP transfiere un grupo fosfato a la fructosa-6-fosfato y lo convierte en fructosa-1,6-bisfosfato mediante la fosfofructocinasa. La enzima aldolasa convierte la fructosa-1,6-bifosfato en gliceraldehído 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato, que son isómeros. La triosa-fosfato isomerasa convierte el fosfato de dihidroxiacetona en gliceraldehído 3-fosfato. Este paso sufre dos reacciones.

En la primera reacción, la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa transfiere una molécula de hidrógeno del gliceraldehído fosfato al NAD para formar NADH + H⁺. En la segunda reacción, la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa agrega un fosfato al gliceraldehído fosfato oxidado para formar 1,3-bisfosfoglicerato. El fosfato se transfiere del 1,3-bisfosfoglicerato al ADP para formar ATP mediante la fosfoglicerato quinasa. El fosfato de ambas moléculas de fosfoglicerato es reubicado por la fosfogliceromutasa para producir 2-fosfoglicerato. La enolasa elimina una molécula de agua del 2-fosfoglicerato para formar fosfoenolpiruvato. Un fosfato del fosfoenolpiruvato (PEP) se transfiere a ADP para formar piruvato y ATP por la piruvato quinasa. Los productos finales son piruvato y ATP.

¿Qué es la glucólisis cloroplástica?

La glucólisis cloroplástica es una vía metabólica central que produce ATP en la oscuridad y genera precursores para la síntesis de metabolitos primarios. Este proceso también se conoce como glucólisis plastidial. Las enzimas glucolíticas plastidiales modulan el metabolismo del carbono y el nitrógeno en las plantas. Esto suele ocurrir en células autótrofas y heterótrofas de manera diferente, con el requerimiento de energía glucolítica y precursores.

Figura 02: Glucólisis cloroplástica

La fosfoglicerato quinasa plastidial/cloroplástica (PGK) y la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) tienen diferentes isoformas de la misma enzima que catalizan las mismas reacciones pero en direcciones opuestas a la glucólisis cloroplástica y en el ciclo de Calvin. La GAPDH glucolítica plastidial convierte el gliceraldehído-2-fosfato (GAP) en 1,3-bisfosfoglicerato, que luego se convierte nuevamente en 3-fosfoglicerato. Por el contrario, la asimilación de dióxido de carbono durante la fotosíntesis conduce a la producción de 3-fosfoglicerato (3-PGA), que luego se convierte en triosa fosfatos mediante una secuencia de reacciones de isoformas fotosintéticas de PGK y GAPDH. La producción de 3-PGA a través de la glucólisis cloroplástica durante el día es un proceso inútil. Por lo tanto, el proceso de glucólisis ocurre en la oscuridad cuando el ciclo de Calvin no está funcionando. Además, el cloroplasto tiene un sistema glicolítico incompleto en el que el PGA no se metaboliza más, sino que se exporta al citoplasma.

¿Cuáles son las similitudes entre la glucólisis citosólica y cloroplástica?

• La glucólisis citosólica y de cloroplastos son dos vías metabólicas.
• Ambos ocurren en las plantas.
• Además, ambos procesos glucolíticos producen ATP.
• Ambos procesos tienen lugar en presencia de oxígeno.
• Estas vías son catalizadas por enzimas.

¿Cuál es la diferencia entre la glucólisis citosólica y cloroplástica?

La glucólisis citosólica es una vía lineal, mientras que la glucólisis cloroplástica es una vía cíclica. Por lo tanto, esta es la diferencia clave entre la glucólisis citosólica y cloroplástica. La glucólisis citosólica tiene lugar en el citosol de una célula, mientras que la glucólisis cloroplástica tiene lugar en el cloroplasto o plástido. Además, la glucólisis citosólica ocurre durante todo el día, mientras que la glucólisis cloroplástica ocurre principalmente en la oscuridad.

La siguiente tabla resume la diferencia entre la glucólisis citosólica y cloroplástica.

Resumen - Glucólisis citosólica vs cloroplástica

La glucólisis en las plantas se produce en el citosol y el cloroplasto. La glucólisis citosólica es una vía lineal, mientras que la glucólisis cloroplástica es una vía cíclica. La glucólisis citosólica es una red compleja que consta de reacciones enzimáticas alternativas. Este consta de dos fases principales; la fase de demanda de energía y la fase de liberación de energía. La glucólisis cloroplástica es una vía metabólica central que produce ATP en la oscuridad y genera precursores para la síntesis de metabolitos primarios. Las enzimas de la glucólisis citosólica descomponen una molécula de glucosa a través de las vías glucolíticas tradicionales, mientras que las enzimas de la glucólisis cloroplástica participan en el ciclo de Calvin para transformar el dióxido de carbono ambiental en glucosa. Entonces, esto resume la diferencia entre la glucólisis citosólica y cloroplástica.

Referencia:

1. “Glucólisis IV (Citosol Vegetal).” Centro Nacional de Información Biotecnológica. Base de datos compuesta de PubChem, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
2. WC, Plaxton. “La organización y regulación de la glucólisis vegetal.” Revisión anual de fisiología vegetal y biología molecular vegetal, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

Imagen de cortesía:

1. “Ruta metabólica de la glucólisis 3 anotadaPor Thomas Shafee – Trabajo propio (CC POR 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Fpls-02-00050-g005” Por Fabio Facchinelli, Andreas PM Weber – doi:10.3389/fpls.2011.00050 (CC POR 3.0) a través de Commons Wikimedia