Какви са химичните продукти от гликолиза?

Гликолиза е първата стъпка, използвана от всички живи клетки за извличане на енергия от хранителна молекула (в този случай, глюкоза, шест въглеродна захар). В някои клетки, особено тези на прокариоти, това е и последната стъпка, тъй като тези клетки не са оборудвани да извършват клетъчно дишане (гликолиза плюс аеробните реакции, които следват при еукариотите) в своята цялост.

Гликолиза се осъществява в цитоплазмата на клетките и води до нетна печалба от два АТФ (аденозин трифосфат, нуклеотидът, използван от клетките за своите енергийни нужди).

Има общо 10 стъпки на гликолиза, но не е нужно да запомняте всичките 10 и свързаните с тях ензими, за да имате твърдо разбиране за пътя като цяло. По-важно от дословното познаване на поредицата от реакции е осъзнаването на реагентите, продуктите и условията, при които се развива гликолизата.

Въпрос: Кои от изброените са продукти на клетъчно дишане?

А. Глюкоза; Б. Пируват; ° С. Въглероден двуокис; Д. Ацетил CoA

Отговорът е

Глюкоза, с формулата ° С₆З.₁₂О₆, има шест-атомен шестоъгълен пръстен в центъра си, който включва пет въглерода и кислороден атом. В началото на гликолизата тя е единственият реагент в сместа. По пътя обаче са необходими фосфатни групи за етапите на фосфорилиране (т.е. добавянето на фосфатни групи към глюкозни производни.

В допълнение, реакциите изискват въвеждане на две молекули от NAD^+, който се превръща в хидрогенирана (редуцирана) форма по време на гликолиза.

Глюкозата се фосфорилира, когато попадне в клетка чрез дифузия през плазмената мембрана. След това се пренарежда до производно на фруктоза и след това се фосфорилира втори път, за да се получи фруктоза-1,6-бифосфат. Тези две реакции на фосфорилиране изискват въвеждането на два АТФ, които се хидролизират до ADP (аденозин дифосфат), за да се получи това.

В края на тази фаза шествъглеродната молекула се разделя на двойка тривъглеродни молекули. По този начин реагентите и продуктите във всяка стъпка, изброени от този момент нататък, трябва да се удвоят, за да се поддържа правилно отчитане на гликолизата като цяло.

С втората част на гликолизата в ход, две три въглеродни молекули от глицералдехид-3-фосфат се трансформират в пируват (С₃З.₄О₃) в поредица от стъпки. Всички те включват пренареждане и едно от тях включва още едно фосфорилиране стъпка.

Също във фазата на връщане, две молекули NAD⁺ (никотинамид аденин динуклеотид, електронен носител, необходим по-късно в реакциите на аеробно дишане) се трансформират в два NADH и два H⁺ (водороден йон).

В крайна сметка двете фосфатни групи на всяка от двете молекули с три въглерода се използват за получаване на АТФ, което означава, че в тази фаза се генерират четири АТФ. Като се извадят двата ATP, необходими във фазата на инвестиция, е ясно, че общо две АТФ се получават от една молекула глюкоза по време на гликолиза.

Пълната (нетна) реакция на гликолиза е посочена по различен начин в различните източници, но те различията са въпрос на решението на автора дали да се включат определени междинни продукти като част от нетна реакция. Едно точно представяне е

° С₆З.₁₂О₆ + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C₃З.₄О₆ + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH

Тук Pi е неорганичен фосфат, получен от гореспоменатата хидролиза на ATP.

След това пируватът навлиза в митохондрии, където се превръща в ацетил КоА. Тази молекула влиза в цикъла на Кребс на аеробно дишане и в крайна сметка след реакциите на електронна транспортна верига, 36 до 38 АТФ се генерират от молекула глюкоза в процеса на клетъчно дишане, включително двата АТФ от гликолиза.