¿Qué es el piruvato? – Definición y descripción general
Introducción al piruvato
Aquí estamos en los Golden Globe Awards de moléculas biológicas. Oh, están anunciando un premio. ¡Esto es muy emocionante! Y el premio de este año a la molécula biológica más versátil en la célula es para el piruvato.
Si el ganador es una sorpresa para ti, probablemente no estés solo. El piruvato a menudo se olvida entre las muchas otras moléculas biológicas importantes de la célula. ¡Pero no debería ser así! El piruvato es un intermedio esencial en muchas vías bioquímicas, dos de las cuales veremos más adelante en esta lección. Entonces, si solo conoce algunas moléculas en la célula viva, ¡asegúrese de que el piruvato sea una de ellas!
¿Qué es el piruvato?
Echemos un vistazo más de cerca a la estrella de nuestro espectáculo. A veces llamado ácido pirúvico, el piruvato es una molécula orgánica y consta de una columna vertebral de 3 carbonos. Tenga en cuenta que los químicos orgánicos no siempre incluyen todos los C de los átomos de carbono; ¡el espacio en la línea es un carbono implícito! Tener tres átomos de carbono es bastante importante, y verá por qué más adelante.
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Si quieres recordar cuántos átomos de carbono hay en el piruvato, puedes aprender esta rima: M ary e ats pr unes, b ananas y pe ars. Y de uno a cinco carbonos, los nombres de los tallos orgánicos son metano, etano, propano, butano y pentano. Ahora, puede ver que el piruvato tiene una p y una r, ¡que coincide con los tres carbonos del tallo de propano!
El piruvato también consta de dos grupos funcionales. Un grupo funcional es simplemente un grupo de átomos responsables de las propiedades y reacciones características de la molécula. Primero, tenemos una cetona y en la parte superior hay un grupo carboxilato. La presencia de estos dos grupos significa que el piruvato es un cetoácido. Los cetoácidos son comunes en bioquímica porque son químicamente bastante reactivos. Entonces, ahora que sabemos qué es el piruvato, echemos un vistazo a algunos procesos importantes en los que está involucrado.
Piruvato: el bloque de construcción
Al comienzo de esta lección, vimos que el piruvato ganó el Globo de Oro a la molécula biológica más versátil. De hecho, ¡el piruvato se necesita en no menos de seis vías metabólicas! Está involucrado en las vías de síntesis y degradación, lo que la convierte en una molécula muy ocupada.
Primero, echemos un vistazo al papel del piruvato en la síntesis. El cuerpo puede generar glucosa a partir del piruvato mediante un proceso llamado gluconeogénesis , que simplemente significa la producción de nueva glucosa.
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Puede ver que la glucosa tiene seis átomos de carbono y recordará que antes dijimos que el piruvato tiene tres átomos de carbono, y esto es importante. Eso es porque dos moléculas de piruvato unidas proporcionan la columna vertebral para la glucosa. 3 + 3 = 6. Si su cuerpo se está quedando sin glucosa, el piruvato se puede usar para producir más. ¡Qué asombroso es eso!
El piruvato también se usa directamente en la síntesis de alanina, uno de los 20 aminoácidos esenciales, e indirectamente en la síntesis de otros aminoácidos. Los aminoácidos son esenciales porque producen proteínas. El piruvato también participa en la síntesis de lípidos y ácidos grasos a través de la producción de una molécula llamada acetil-coenzima A o acetil-CoA. Volveremos a esta molécula en la siguiente sección.
Piruvato – Respiración celular
El piruvato también es fundamental en la respiración celular. Las moléculas de piruvato se forman durante una serie de reacciones importantes llamadas glucólisis. La glucólisis es la vía de descomposición de las moléculas de glucosa y el primer paso de la respiración celular. La glucólisis es completamente opuesta a la gluoconeogénesis porque una molécula de 6 carbonos se descompone en dos compuestos de 3 carbonos.
La glucólisis es extremadamente importante para los mamíferos porque es el comienzo de nuestro ciclo energético. Cuando comemos carbohidratos, como galletas, papas y pan, nuestros cuerpos absorben glucosa en el torrente sanguíneo. Una vez que la glucosa se descompone, se forman moléculas de piruvato. Estas moléculas luego continúan produciendo más energía para las células. Pueden hacer esto de dos maneras; de qué manera depende de la cantidad de oxígeno presente.
En condiciones normales, nuestras células tienen un suministro de oxígeno adecuado y el piruvato se convierte en una molécula realmente importante llamada acetil-coenzima A. Mencionamos esto anteriormente en la lección porque es necesario para producir ácidos grasos. La acetil-CoA también es la entrada principal para la siguiente serie de reacciones en la respiración llamada ciclo de Krebs. Ahora, no necesitamos estudiar estas reacciones en detalle aquí; solo necesitamos saber que la vía procesa completamente la glucosa, a través del piruvato y acetil-CoA, a dióxido de carbono y agua. La energía liberada por este proceso es utilizada por el cuerpo. Este proceso se llama respiración aeróbica .
Entonces, ¿qué sucede si las células no tienen el oxígeno adecuado? Esta vez, en lugar de formar acetil-CoA, las células convierten el piruvato en lactato. Es posible que haya experimentado esto usted mismo. ¿Ha corrido alguna vez una carrera de 1/4 de milla en una pista? Yo tengo, y este soy yo:
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El arma se dispara y salgo disparado como un conejo. Corro los primeros 250 metros a toda velocidad. Luego, en el último giro hacia la recta, sucede algo. Mis piernas comienzan a sentirse pesadas y me estoy quedando sin energía. Siento como si hubiera melaza en mis zapatos para correr mientras me tambaleo hacia la línea de meta. ¿Que pasó? Empecé bien. Este es el efecto del ácido láctico o lactato que arde en mis piernas.
En el caso de un corredor de 1/4 de milla que se pone en marcha demasiado rápido, la demanda de oxígeno es demasiado grande. No hay suficiente oxígeno disponible para la respiración aeróbica, por lo que se inicia un nuevo proceso. Este proceso se llama fermentación y no produce energía adicional. Me viste ralentizando, ¿verdad?
Las células musculares dependen de la fermentación del piruvato durante los arduos esfuerzos para detener su muerte. Pero vaya, ¿duele si despegas demasiado rápido en una carrera de 1/4 de milla? El proceso de fermentación también produce etanol en plantas y microorganismos. Este tipo de respiración se llama respiración anaeróbica .
Entonces, puede ver que el piruvato es una molécula biológica verdaderamente versátil involucrada en una serie de procesos bioquímicos críticos. Realmente merece ese Globo de Oro y debería ser una molécula que recuerde.
Resumen de la lección
Bien, repasemos. El piruvato es una molécula biológica versátil que consta de tres átomos de carbono y dos grupos funcionales: un carboxilato y un grupo cetona. El piruvato participa en una serie de procesos bioquímicos clave, incluida la gluconeogénesis , que es la síntesis de glucosa, así como la síntesis de otros bioquímicos clave. Durante la glucólisis , se forman dos moléculas de piruvato a partir de una molécula de glucosa. La glucólisis es el primer paso en la respiración celular.
Durante la respiración aeróbica , hay un suministro adecuado de oxígeno y se forma acetil-coenzima A. Esta molécula es el principal insumo del ciclo de Krebs. La energía formada por la respiración aeróbica es utilizada por el cuerpo. Durante la respiración anaeróbica , hay un suministro de oxígeno inadecuado y se forma lactato. Este proceso se llama fermentación y no se produce energía adicional.
Los resultados del aprendizaje
Una vez que haya terminado, debería poder:
- Explica qué es el piruvato y describe su composición.
- Comprender qué es un grupo funcional y nombrar los dos grupos funcionales que componen el piruvato.
- Discutir el papel del piruvato en diferentes procesos celulares.