definición de oxidación Beta

la oxidación Beta es un proceso metabólico que involucra múltiples pasos por los cuales las moléculas de ácidos grasos se descomponen para producir energía. Más específicamente, la oxidación beta consiste en descomponer los ácidos grasos largos que se han convertido en cadenas de acil-CoA en cadenas de acil-CoA grasos progresivamente más pequeñas. Esta reacción libera acetil-CoA, FADH2 y NADH, los tres de los cuales luego entran en otro proceso metabólico llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, en el que se produce ATP para ser utilizado como energía., La oxidación Beta continúa hasta que se producen dos moléculas de acetil-CoA y la cadena de acil-CoA se ha descompuesto por completo. En las células eucariotas, la oxidación beta tiene lugar en las mitocondrias, mientras que en las células procariotas, ocurre en el citosol.

para que tenga lugar la oxidación beta, los ácidos grasos primero deben ingresar a la célula a través de la membrana celular, luego unirse a la coenzima A (CoA), formando acil CoA graso y, en el caso de las células eucariotas, ingresar a las mitocondrias, donde se produce la oxidación beta.

¿dónde se produce la oxidación Beta?,

la oxidación Beta ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citosol de las células procariotas. Sin embargo, antes de que esto suceda, los ácidos grasos primero deben ingresar a la célula y, en el caso de las células eucariotas, a las mitocondrias. En los casos en que las cadenas de ácidos grasos son demasiado largas para entrar en las mitocondrias, la oxidación beta también puede tener lugar en los peroxisomas.

primero, los transportadores de proteínas de ácidos grasos permiten que los ácidos grasos crucen la membrana celular y entren en el citosol, ya que las cadenas de ácidos grasos con carga negativa no pueden cruzarlo de otra manera., Luego, la enzima acil-CoA sintasa grasa (o FACS) agrega un grupo CoA a la cadena de ácidos grasos, convirtiéndolo en acil-CoA.

dependiendo de la longitud, la cadena acil-CoA entrará en las mitocondrias de una de dos maneras:

1. si la cadena acil-CoA es corta, puede difundirse libremente a través de la membrana mitocondrial.
2. si la cadena de acil-CoA es larga, necesita ser transportada a través de la membrana por el Transbordador de carnitina., Para esto, la enzima carnitina palmitoiltransferasa 1 (CPT1)—unida a la membrana mitocondrial externa-convierte la cadena acil-CoA en una cadena acilcarnitina, que puede ser transportada a través de la membrana mitocondrial por la carnitina translocasa (CAT). Una vez dentro de las mitocondrias, CPT2—unido a la membrana mitocondrial interna—convierte la acilcarnitina de nuevo a acil-CoA. En este punto, el acil-CoA está dentro de las mitocondrias y ahora puede sufrir oxidación beta.,

como se mencionó anteriormente, si la cadena acil-CoA es demasiado larga para ser procesada en las mitocondrias, se descompondrá por oxidación beta en los peroxisomas. La investigación sugiere que las cadenas de acil-CoA muy largas se descomponen hasta que tienen 8 carbonos de largo, después de lo cual se transportan y entran en el ciclo de oxidación beta en las mitocondrias. La oxidación Beta en los peroxisomas produce H2O2 en lugar de FADH2 y NADH, produciendo calor como resultado.

pasos de oxidación Beta

la oxidación Beta tiene lugar en cuatro pasos: deshidrogenación, hidratación, oxidación y tiolisis., Cada paso es catalizado por una enzima distinta.

brevemente, cada ciclo de este proceso comienza con una cadena acil-CoA y termina con un acetil-CoA, un FADH2, un NADH y agua, y la cadena acil-CoA se vuelve dos carbonos más corta. El rendimiento energético total por ciclo es de 17 moléculas de ATP (ver más abajo para detalles sobre la descomposición). Este ciclo se repite hasta que se forman dos moléculas de acetil-CoA en lugar de una acil-CoA y una acetil-CoA., Los cuatro pasos de la oxidación beta se describen a continuación y se pueden ver en los enlaces a las figuras al final de cada explicación.

deshidrogenación

en el primer paso, el acil-CoA es oxidado por la enzima acil CoA deshidrogenasa. Se forma un doble enlace entre el segundo y tercer carbono (C2 y C3) de la cadena acil-CoA que entra en el ciclo de oxidación beta; el producto final de esta reacción es trans-Δ2-Enoil-CoA (trans-delta 2-Enoil CoA). Este paso utiliza FAD y produce FADH2, que entrará en el ciclo del ácido cítrico y formará ATP para ser utilizado como energía., (Observe en la siguiente figura que el recuento de carbono comienza en el lado derecho: el carbono más a la derecha debajo del átomo de oxígeno es C1, luego C2 a la izquierda formando un doble enlace con C3, y así sucesivamente.)

Hidratación

En el segundo paso, el enlace doble entre C2 y C3 de trans-Δ2-enoil-CoA es hidratado, formando el producto final L-β-hidroxiacil CoA, que tiene un grupo hidroxilo (OH) en C2, en lugar del doble enlace. Esta reacción es catalizada por otra enzima: enoil coa hidratasa. Este paso requiere agua.,

oxidación

en el tercer paso, el grupo hidroxilo en C2 De L-β-hidroxiacil CoA es oxidado por NAD+ en una reacción que es catalizada por 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa. Los productos finales son β-cetoacilo CoA y NADH + H. NADH entrará en el ciclo del ácido cítrico y producirá ATP que se utilizará como energía.

Thiolysis

por último, en el cuarto paso, β-cetoacil CoA es escindido por un grupo tiol (SH) de otra CoA molécula (CoA-SH)., La enzima que cataliza esta reacción es la β-cetotiolasa. La escisión tiene lugar entre C2 y C3; por lo tanto, los productos finales son una molécula de acetil-CoA con los dos primeros carbonos originales (C1 y C2), y una cadena de acil-CoA dos carbonos más cortos que la cadena de acil-CoA original que entró en el ciclo de oxidación beta.

fin de la oxidación Beta

en el caso de cadenas de acil-CoA pares, la oxidación beta termina después de que una cadena de acil-CoA de cuatro carbonos se descompone en dos unidades de acetil-CoA, cada una conteniendo dos átomos de carbono., Las moléculas de acetil-CoA entran en el ciclo del ácido cítrico para producir ATP.

en el caso de cadenas impares de acil-CoA, la oxidación beta se produce de la misma manera, excepto en el último paso: en lugar de una cadena de cuatro carbonos acil-CoA que se divide en dos unidades de acetil-CoA, una cadena de cinco carbonos acil-CoA se divide en tres carbonos propionil-CoA y dos carbonos acetil-CoA. Otra reacción química luego convierte propionil-CoA en succinil-CoA (ver la figura a continuación), que entra en el ciclo del ácido cítrico para producir ATP.,

rendimiento energético y productos finales

cada ciclo de oxidación beta produce 1 FADH2, 1 NADH y 1 acetil-CoA, que en términos de energía es equivalente a 17 moléculas de ATP:

Sin embargo, el rendimiento teórico de ATP es mayor que el rendimiento real de ATP. En realidad, el equivalente de aproximadamente 12 a 16 ATPs se produce en cada ciclo de oxidación beta.,

además del rendimiento energético, la cadena grasa acil-CoaA se vuelve dos carbonos más corta con cada ciclo. Además, la oxidación beta produce grandes cantidades de agua; esto es beneficioso para los organismos eucariotas como los camellos dado su limitado acceso al agua potable.

Quiz

1. ¿Qué hace la oxidación beta?A. descomponer los carbohidratos.B. descomponer las proteínas.C. descomponer los ácidos grasos.
D. descomponer los ácidos grasos y las proteínas.
D. descomponer los carbohidratos y las proteínas.

2. ¿Cuál es el orden de los pasos del ciclo de oxidación beta?A. deshidrogenación, hidratación, oxidación y tiolisis.B. hidratación, deshidrogenación, oxidación y tiolisis.C. deshidrogenación, oxidación, tiolisis e hidratación.
D. hidratación, deshidrogenación, tiolisis y oxidación

3. ¿Qué productos finales produce cada ciclo de oxidación beta?
A. Un acil-CoA, un NADH, agua y una cadena acetil-CoA dos carbonos más cortos.
B. Un acil-CoA de dos carbonos, un NADH, agua y otro acil-CoA cadena dos carbonos más cortos.C. Un acil-CoA, un FADH2, un NADH, agua y una cadena acetil-CoA dos carbonos más cortos.
D. un acetil-CoA, un FADH2, un NADH, agua y una cadena acil-CoA dos carbonos más cortos.