Гликолиза е процес, който произвежда енергия без наличието на кислород. Среща се във всички живи клетки, от най-простите едноклетъчни прокариоти до най-големите и най-тежките животни. Всичко, за което е необходимо гликолиза да се случи е глюкоза, шест въглеродна захар с формула С6З.12О6и цитоплазмата на клетката с нейната богата плътност на гликолитични ензими (специални протеини, които ускоряват специфични биохимични реакции).
В прокариоти, след като гликолизата приключи, клетката е достигнала своята граница на производство на енергия. В еукариотиобаче, които имат митохондрии и по този начин са способни да завършат клетъчното дишане до неговото заключение, направеният пируват при гликолиза се обработва допълнително по начин, който в крайна сметка дава повече от 15 пъти повече енергия от гликолизата самостоятелно прави.
Гликолиза, обобщено
След като глюкозната молекула навлезе в клетката, тя веднага има фосфатна група, прикрепена към един от нейните въглероди. След това се пренарежда във фосфорилирана молекула на фруктоза, друга шествъглеродна захар. След това тази молекула отново се фосфорилира. Тези стъпки изискват инвестиция от два ATP.
След това шествъглеродната молекула се разделя на двойка тривъглеродни молекули, всяка със собствен фосфат. Всеки от тях се фосфорилира отново, като се получават две еднакви двойно фосфорилирани молекули. Тъй като те се преобразуват в пируват (С3З.4О3), четирите фосфати се използват за генериране на четири АТФ, за нетна печалба на два АТФ от гликолиза.
Продуктите на гликолизата
В присъствието на кислород, както скоро ще видите, крайният продукт на гликолизата е от 36 до 38 молекули на АТФ, с вода и въглероден диоксид, загубени за околната среда в трите стъпки на клетъчно дишане след гликолизата.
Но ако бъдете помолени да изброите продуктите на гликолизата, точка, отговорът е две молекули пируват, две NADH и две ATP.
Аеробните реакции на клетъчното дишане
При еукариоти с достатъчно количество кислород, пируватът, произведен при гликолиза, си проправя път митохондриите, където претърпява поредица от трансформации, които в крайна сметка дават богатство от ATP.
Реакцията на прехода: Двата тривъглеродни пирувата се превръщат в двойка двувъглеродни молекули на ацетил коензим А (ацетил КоА), който е ключов участник в множество метаболитни реакции. Това води до загуба на двойка въглероди под формата на въглероден диоксид, или CO2 (отпадъчен продукт при хората и източник на храна за растенията).
Цикълът на Кребс: Ацетил КоА сега се комбинира с молекула с четири въглерода, наречена оксалоацетат, за да се получи молекулата с шест въглерода оксалоацетат. В s серия от стъпки, които дават електронните носители NADH и FADH2 заедно с малко количество енергия (два АТФ на молекула глюкоза нагоре по веригата), цитратът се превръща обратно в оксалоацетат. Общо четири CO2 се дават на околната среда в Цикъл на Кребс.
Електронната транспортна верига (ETC): На митохондриалната мембрана, електроните от NADH и FADH2 се използват за използване на фосфорилирането на ADP за получаване на ATP с O2 (молекулярен кислород) като краен електронен акцептор. Това води до 32 до 34 ATP и O2 се превръща във вода (H2О).
Кислородът е необходим за провеждане на клетъчно дишане: вярно или невярно?
Въпреки че не е точно трик въпрос, този изисква известна спецификация на границите на въпроса. Само гликолизата не е задължително част от клетъчното дишане, както при прокариотите. Но при организмите, които използват аеробно дишане и по този начин извършват клетъчно дишане от началото до края, гликолизата е първата и необходима стъпка от процеса.
Следователно ако сте били попитани дали кислородът е необходим за всяка стъпка от клетъчното дишане, отговорът е отрицателен. Но ако ви попитат дали клетъчно дишане тъй като обикновено се дефинира, за да продължи кислородът, отговорът е категоричен да.