Гликолизата е 10-степенното метаболитно дишане на захарната глюкоза. Целта на гликолизата е да даде химическа енергия за използване от клетката. Учените смятат гликолизата за древен път на дишане, тъй като тя може да възникне при липса на кислород, което би могло да позволи оцеляването на примитивни анаеробни бактерии, които са предхождали кислорода на Земята атмосфера.
Гликолизата изисква да действат специфични съставки. Входовете на гликолизата включват жива клетка, ензими, глюкоза и молекулите на енергийния трансфер никотинамид аденин динуклеотид (NAD +) и аденозин трифосфат (ATP).
Прочетете повече за това какво е гликолиза.
Каква е целта на гликолизата?
Гликолизата се използва и присъства в почти всеки жив организъм на Земята. Смята се, че това е един от първите метаболитни пътища, възникнали на земята, тъй като не се нуждае от кислород, който не е бил лесно достъпен в ранната атмосфера.
Гликолизата е първата стъпка в метаболитните пътища на много организми, която приема захар и я превръща в използваема клетъчна енергия. Използвайки комбинация от всички входове на гликолиза, този процес превръща една 6-въглеродна захар в 2 пируват, 2 ATP и 2 NADH молекули, всички от които след това се използват в други метаболитни пътища като цикъла на Креб, ферментация, окислително фосфорилиране и / или клетъчни дишане.
Прочетете повече за крайния резултат от гликолиза.
Шест въглеродна захар
Основният вход за гликолиза е захарта. Обикновено използваната захар е глюкоза, но ензимите могат да преобразуват други захари с шест въглерода, като галактоза и фруктоза, в междинни вещества, които навлизат по пътя на гликолизата надолу по веригата от началната точка за глюкоза.
Растенията и други автотрофи създават глюкоза по време на фотосинтеза, използвайки слънчева енергия и въглероден диоксид. Хетеротрофите трябва да поглъщат захарта си, като ядат растения, автотрофи и други източници на храна. Захарта се предлага в голямо разнообразие от храни директно или като нишесте и целулоза, които се разграждат до глюкоза. Глюкозата се разтваря във вода и с помощта на ензими може лесно да се транспортира във или извън клетката, в зависимост от относителните й концентрации от двете страни на клетъчната мембрана.
Ензими
Ензимите са протеини, които действат като катализатори за биохимични реакции. Ензимите намаляват енергията, необходима за предизвикване на реакция, без да се изразходват от процеса. Ензимите за транспортиране на глюкоза помагат на клетките да импортират глюкоза.
Първият ензим по пътя на гликолизата е хексокиназата, която превръща глюкозата в глюкозо-6-фосфат (G6P). Тази първа стъпка изчерпва концентрацията на глюкоза в клетката, като по този начин помага на допълнителната глюкоза да се дифузира в клетката. Продуктът G6P не се разпространява лесно от клетката, така че хексокиназата всъщност заключва молекула глюкоза за използване от клетката. Девет други ензима участват в гликолизата с един, използван във всяка стъпка от процеса.
ATP
АТФ е коензим, който съхранява, транспортира и освобождава химическа енергия в клетките. АТФ молекулата съдържа три фосфатни групи, всяка от които се поддържа от високоенергийна връзка. АТФ дава химическа енергия, когато ензимите премахват една или повече фосфатни групи. При обратната реакция ензимите използват енергия при добавяне на фосфати към предшествениците, което води до производството на АТФ.
Гликолизата изисква две ATP молекули, за да започне, но произвежда четири ATP до последната стъпка, което дава нетен добив от две ATP.
NAD +
NAD + е окислителен коензим, който приема електрони и протони от други молекули, създавайки редуцирана форма NADH. В обратната реакция NADH действа като редуциращ агент, който дарява електрони и протони, когато се окисли обратно в NAD +. NAD + и NADH се използват в различни биохимични пътища, включително гликолиза, които изискват окислител или редуктор.
Гликолизата изисква две молекули NAD + на молекула глюкоза, като се получават две NADH, както и два водородни йона и две молекули вода. Крайният продукт на гликолизата е пируват, който клетката може допълнително да метаболизира, за да даде голямо количество допълнителна енергия.