Perspectiva evolutiva del ciclo de Krebs “introducción”
La evolución biológica es un proceso conservativo a pesar de estar basado en mutaciones. En cierto sentido este tiene sentido debido a que las mutaciones son eventos raros, así que resulta mas eficiente reclutar componentes viejos a nuevos contextos que crear componentes completamente nuevos desde el caos del ADN no codificante contando con que la célula en cuestión posea este tipo de genoma “muchas bacterias carecen de él”.
A medida que pasa el tiempo, las condiciones del ambiente cambian oexisten ambientes que aún no son explotados por nadie En este contexto los organismos reclutan componentes preexistentes para realizar nuevas funciones.
A pesar de que uno podría pensar de que un componente vital a que genera un proceso vital A (a → A) no puede evolucionar a una función B sin sacrificar la función original y por lo tanto la existencia misma del organismo, la solución a esto se da por duplicación de genes, de esta manera el gen original genera la función basal vital mientras que el nuevo gen a´ puede realizar la nueva función (a → A; a´→ B)
Figura PEK-01. Ramas de dos rutas metabólicas que pueden generarse a partir del puruvato, en una se regenera NAD a partir de NADH, y en la otra se da el proceso inverso. Si se tienen ambas rutas la célula puede ajustar de una mejor forma su equilibrio NAD/NADH
Como resultado de los análisis genómicos y bioquímicos un gran número de especies de eucariotas y de cepas de procariotas han comenzado a mostrar las piezas del rompecabezas que dieron origen a ciclo de Krebs como un todo.
Si empleamos los conceptos de las teorías evolutivas clásicas se debe encontrar versiones más simples del ciclo de Krebs, pero que versión más simple se puede pensar de un ciclo?, es como pensar en un arco sin la piedra angular, todo se caería, ¿cierto?. Esta analogía funciona para un sistema mecánico, pero estamos hablando de reacciones aquí, y de hecho de un proceso de reacciones muy conocido en contraste a otras rutas metabólicas poco conocidas, de esta manera debemos abandonar la idea de que medio ciclo no sirve para nada.
La idea es dejar de visualizar al ciclo como tal, y analizar series o secciones del ciclo y ver si están involucradas en otrasrutas metabólicas. Esta es una hipótesis muy concreta extraída de la teoría, una hipótesis empírica de hecho, en lugar de escondernos en análisis filosóficos y abstractos simplemente se debe analizar en la literatura por la existencia de seres vivos que emplen secciones del ciclo en otros contextos.
Más aun, en base al análisis hecho previamente de las reacciones individuales del ciclo de Krebs, especialmente la última reacción ofrecen un detalle, son reacciones reversibles, por lo que un fragmento del ciclo de Krebs podría estar operando en el sentido contrario en otro contexto, la reversión de la reacción obedece en mucho a las concentraciones de productos y reactivos, por lo que la integración de los fragmentos de un ciclo no requeriría mayores modificaciones en la ruta que originalmente se originó en el sentido inverso al cual la conocimos en el ciclo de Krebs.
La hipótesis más soportada actualmente es la que establece al origen del ciclo como dos rutas metabólicas independientes y no dependientes de la cadena de transporte de electrones, por lo que su evolución podría realizarse en ausencia de oxígeno, es decir en ambientes anaeróbicos.
La rama oxidativa constituye las reacciones desde la síntesis del citrato hasta el alfacetoglutarato, esta serie de reacciones producen el portador de energía NADH el cual puede emplearse para impulsar las fermentaciones u otras respiraciones celulares dependientes del azufre en lugar del oxígeno.
La segunda rama es más interesante ya que opera en sentido inverso, al ser una ruta reductora consume energía para sintetizar una molécula de alta energía y regenerando NAD para que la glucolisis pueda seguir operando, y podría vérsela como el eslabón perdido entre la fermentación y la respiración aeróbica.
La utilidad evolutiva radica precisamente en el problema de toxicidad del ácido pirúvico, recuérdese que en el contexto de las fermentaciones el procesamiento del ácido pirúvico simplemente se trata de sacrificar energía en forma de NADH para formar NAD y expulsarlo de la célula en forma de ácido láctico.
En base a esto, cualquier uso que se le diera al piruvato sería una ventaja para la célula portadora, pues es darle uso a un desecho. PRINCIPAL REGRESAR