Glykolýza je proces získávání energie ve formě ATP (adenosintrifosfát) z molekuly cukru se šesti uhlíky glukózy (C6H12Ó6). Tato série deseti rychlých reakcí se vyskytuje ve všech buňkách v přírodě. V jednobuněčných organismech, jako jsou bakterie, je téměř vždy jediným zdrojem buněčné energie.
U mnohobuněčných organismů, jako jsou zvířata, rostliny a houby, které mají buněčné vybavení pro používání kyslíku při svých reakcích, je glykolýza jen prvním krokem buněčného dýchání. Na molekulu glukózy vzniká buněčné dýchání jako celek 36 až 38 ATP, a samotná glykolýza produkuje pouze dva ATP.
Glykolýza: shrnutí
Poté, co molekula glukózy difunduje do buňky přes buněčnou membránu, má během přestavby k sobě připojený pár fosfátových skupin. Poté se rozdělí na dvě části a výsledné identické molekuly se třemi uhlíky se nakonec stanou pyruvát. Čistý zisk glykolýzy jsou dva ATP.
Na granulárnější úrovni je glykolýza extrakcí energie zadržované ve vazbách molekul glukózy pro využití této energie buňkou, přičemž náklady na molekulu glukózy se rozloží na něco jiný.
Základní požadavky a reaktanty glykolýzy
Deset různých reakcí glykolýzy vyžaduje svou vlastní specializaci enzymy, což jsou proteiny, které výrazně urychlují reakce uvnitř buněk. Buňka může řídit rychlost glykolýzy, a tím rychlost dostupnosti energie, tím, že zpřístupní nebo sníží dostupnost určitých enzymů.
Na začátku glykolýzy je jako reaktant vyžadována pouze glukóza, ale na cestě musí být k dispozici dva ATP, aby se proces posunul do středu. Po rozdělení molekuly vyžaduje tento proces stálý přísun NAD+ pokračovat.
Je pozoruhodné, že kyslík je ne potřebné pro glykolýzu a v jeho nepřítomnosti může být glykolýza udržována v chodu fermentací. Tento proces převádí pyruvát na laktát, a tím přináší tolik potřebný NAD+ na glykolýzu přeměnou NADH2.
Počáteční kroky glykolýzy
Když glukóza vstupuje do buňky, je fosforylována (tj. Má fosfát vázaný enzymem). Poté se přeskupí na další šestikarbonový cukr, fruktóza. Tato molekula je podruhé fosforylována na jiném atomu uhlíku, kdy je první fáze glykolýzy dokončena.
Toto se často nazývá "investiční fáze" glykolýzy, protože i když celkovým výsledkem je poskytnutí energie, musí buňka nejprve utrpět mírnou ztrátu. Dva ATP potřebné k zajištění fosfátů v této fázi jsou tedy investicí, ale vždy se vyplatí.
Později kroky glykolýzy
Na začátku tzv „návratová fáze“ šestikarbonová, dvakrát fosforylovaná molekula fruktózy je rozdělena na dvě velmi podobné molekuly se třemi uhlíky, každá s vlastní fosfátovou skupinou; všechny se rychle přeměňují na druhý, glyceraldehyd-3-fosfát.
Nyní identické molekuly jsou přeskupeny a fosforylovány a znovu přeskupeny několikrát na pyruvát (C3H4Ó3). V závěrečných reakcích, které vyžadují NAD+, dvojčata se vzdávají svých fosfátů ve jménu ATP, což znamená, že tato fáze produkuje čtyři ATP. Glykolýza tedy poskytuje dva ATP celkově po započítání dvou ATP „utracených“ v první fázi.
Produkty glykolýzy
Na konci jsou produkty glykolýzy pyruvát, NADH2, dva osvobozené atomy vodíku a ATP. Protože počátečním produktem je pouze glukóza a ATP se objeví později, celková rovnice pro glykolýzu je:
C6H12Ó6 + 2 ATP + 2 NAD + 2 C.3H4Ó3 + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+
Pyruvát pak pokračuje do mitochondrií pro aerobní dýchání pokud je přítomno dostatek kyslíku (což je u lidí většinu času), ale zůstává v cytoplazmě pro fermentaci na laktát, pokud je hladina kyslíku nedostatečná.
