El ciclo de las pentosas es un proceso metabólico y vital del organismo. A continuación explicaremos qué es, cuáles son sus fases e importancia del mismo mediante esta entrada de la forma más detallada posible.
¿Qué es el ciclo de las pentosas fosfato?
También conocido como ruta de la pentosa fosfato, se trata de un ciclo o ruta metabólica que se encarga de producir ‘ribosa’, la cual es una pentosa de gran importancia biológica debido a su actuación como uno de los principales componentes del ARN y el ATP.
Además, gracias al ciclo es posible obtener poder reductor (capacidad de donar electrones o recibir protones en reacciones metabólicas de reducción y oxidación) por medio de la coenzima NADPH.
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Se produce en el citosol o matriz citoplasmática, que es el líquido ubicado en el interior de las células.
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Es regulado por la insulina, una hormona polipeptídica que es secretada por el páncreas.
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Cuenta con dos funciones, formar NADPH utilizando la glucosa y transformarse en ‘pentosas’ para sintetizar ácidos nucleicos y nucleótidos.
El ciclo también es conocido como el medio catabólico de oxidación directa de la glucosa, que a través de diversas reacciones logran transformar la glucosa en triosa fosfato (TP) y dióxido de carbono (CO2).
Etapas o fases del ciclo de las pentosas
El ciclo está compuesto por dos etapas: oxidativa (donde se produce NADPH) y no oxidativa (sintetización de pentosas-fosfato y algunos monosacáridos-fosfato). En ambas suceden diferentes reacciones bioquímicas que veremos a continuación.
Fase oxidativa
A través de esta etapa se obtiene NADPH a partir de la glucosa-6-fosfato y se forma la pentosa ribulosa-5-fosfato. Las reacciones llevadas a cabo son las siguientes:
- Oxidación de la glucosa-6-fosfato mediante la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. También se produce la primera molécula de NADPH.
- La lactonasa hidroliza la lactona y se obtiene el ácido 6-fosfogluconato, transformándose en ribulosa-5-fosfato mediante la 6-fosfogluconato deshidrogenasa. En este proceso se produce la segunda molécula de NADPH.
- Finalmente la ribulosa-5-fosfato se transforma en ribosa-5-fosfato gracias a la actuación de la fosfopentosa isomerasa.
Fase no oxidativa
Esta fase de la ruta de la pentosa fosfato tiene lugar cuando la célula requiere mayor cantidad de NADPH que de ribosa-5-fosfato. Se caracteriza pro una mayor complejidad, ya que a través de diversas reacciones se obtiene el gliceraldehído-3-fosfato y la fructosa-6-fosfato que serán utilizados en la glucólisis.
Cabe destacar que las reacciones realizadas son reversibles según la disponibilidad de las moléculas en las que actúan las enzimas (sustrato). De igual forma, la transformación de ribulosa-5-fosfato a ribosa-5-fosfato también se puede revertir en caso de que se desea eliminar el excedente de este último para transformarlo en productos que servirán en la glucólisis.
Los procesos metabólicos y bioquémicos llevados a cabo son:
- La epimerización se encarga de transformar la ribulosa-5-fosfato (obtenida mediante la fase anterior) en xilulosa-5-fosfato a través de la enzima pentosa-5-fosfato epimerasa. También se genera un sustrato que requiere la reacción encargada por la transcetolasa.
- La transadolasa transfiere una C3 de la sedoheptulosa-7-fosfato a la gliceraldehído-3-fosfato, ayudando a formar la eritrosa-4-fosfato y la fructosa-6-fosfato. Esta última irá a la glucólisis.
- Luego la enzima transcetolasa se encarga de transferir una C2 de la xilulosa-5-fosfato a la eritrosa-4-fosfato, lo que permite obtener otra molécula de fructosa-6-fosfato y una de gliceraldehído-3-fosfato.
Importancia de la ruta de la pentosa fosfato
El ciclo de Krebs y la glucólisis no son los únicos procesos asociados al metabolismo de los azucares. En realidad, gracias a la degradación de esta y la lactosa, es posible obtener ATP y poder reductor; mientras que si las moléculas entran en el ciclo de las pentosas también se obtiene poder reductor y azúcares de 5 carbonos.
Las pentosas son de gran importancia, ya que forman parte del ADN y el ARN. Por ejemplo, el ARN debe rehacerse constatemente debido a la síntesis de proteínas, por lo tanto, la demanda de azúcares es continua para que las reacciones bioquímicas tengan lugar.
La ruta de la pentosa fosfato es un ciclo ideal debido a su adaptación y flexibilidad según los requerimientos de la célula en cuanto a ATP, NADPH, ribosa-5-fosfato, acetil-CoA y piruvato.
Funciones del NADPH y pentosas
La coenzima NADPH y las pentosas tienen diversas funciones en el organismo, siendo vitales para el correcto funcionamiento del mismo.
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Entre algunas funciones del NADPH encontramos la biosíntesis de ácidos grasos, colesterol, neurotransmisores y nucleótidos. Además de servir en la reducción de glutation oxidado y citocromo P450 monooxigenasa.
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Las biomoléculas que necesitan las pentosas con diversas finalidades son los nucleótidos, ácidos nucleicos y las coenzimas ATP, GTP, NAD, FAD y CoA.
Vídeo y archivo del ciclo de las pentosas PDF
Este video será de gran ayuda para entender las etapas del ciclo de las pentosas con mayor facilidad y de manera más didáctica; mientras que este archivo PDF de la Universidad de Alcalá (UAH) de Madrid incluye información complementaria en caso de requerirlo para un trabajo o investigación sobre esta ruta metabólica.
Esperamos que la información suministrada haya sido lo más completa y de fácil comprensión para nuestros lectores. No olviden dejar un comentario en caso de aporte, duda o pregunta; intentaremos responder en la brevedad de los posible.
