Glykolýza je 10krokové metabolické dýchání glukózy cukru. Účelem glykolýzy je získat chemickou energii pro použití buňkou. Vědci považují glykolýzu za starou dýchací cestu, protože k ní může dojít v nepřítomnosti kyslíku, tak by to mohlo umožnit přežití primitivních anaerobních bakterií, které předcházely kyslík Země atmosféra.
Glykolýza vyžaduje ke své činnosti specifické přísady. Vstupy glykolýzy zahrnují živou buňku, enzymy, glukózu a molekuly přenosu energie nikotinamid adenin dinukleotid (NAD +) a adenosintrifosfát (ATP).
Přečtěte si více o tom, co je glykolýza.
Jaký je účel glykolýzy?
Glykolýza se používá a je přítomna téměř v každém živém organismu na Zemi. Předpokládá se, že toto je jedna z prvních metabolických cest na Zemi, protože nevyžaduje kyslík, který nebyl v rané atmosféře snadno dostupný.
Glykolýza je prvním krokem v mnoha metabolických cestách organismu, který bere cukr a přeměňuje ho na využitelnou buněčnou energii. Použitím kombinace všech vstupů glykolýzy tento proces přemění jeden 6-uhlíkový cukr na 2 pyruvát, 2 ATP a 2 NADH molekuly, všechny z nichž se poté používají v dalších metabolických drahách, jako je Krebův cyklus, fermentace, oxidační fosforylace a / nebo buněčné dýchání.
Přečtěte si více o konečném výsledku glykolýzy.
Šest uhlíkový cukr
Základním vstupem pro glykolýzu je cukr. Obvykle je použitým cukrem glukóza, ale enzymy mohou převádět další cukry se šesti uhlíky, jako je galaktóza a fruktózu, na meziprodukty, které vstupují do glykolýzy po proudu od výchozího bodu pro glukóza.
Rostliny a další autotrofy vytvářejí glukózu během fotosyntézy pomocí sluneční energie a oxidu uhličitého. Heterotrofové musí přijímat cukr konzumací rostlin, autotrofů a dalších zdrojů potravy. Cukr je k dispozici v široké škále potravin přímo nebo jako škrob a celulóza, které se štěpí na glukózu. Glukóza se rozpouští ve vodě a pomocí enzymů může být snadno transportována do nebo z buňky, v závislosti na jejích relativních koncentracích na obou stranách buněčné membrány.
Enzymy
Enzymy jsou proteiny, které působí jako katalyzátory biochemických reakcí. Enzymy snižují energii potřebnou k vyvolání reakce, aniž by byly procesem spotřebovány. Enzymy transportéru glukózy pomáhají buňkám importovat glukózu.
Prvním enzymem v glykolýze je hexokináza, která přeměňuje glukózu na glukóza-6-fosfát (G6P). Tento první krok vyčerpává koncentraci glukózy v buňce, čímž pomáhá další difúzi glukózy do buňky. Produkt G6P ne snadno difunduje z buňky, takže hexokináza ve skutečnosti blokuje molekulu glukózy pro použití buňkou. Devět dalších enzymů se účastní glykolýzy, přičemž jeden se používá v každém kroku procesu.
ATP
ATP je koenzym, který ukládá, transportuje a uvolňuje chemickou energii v buňkách. Molekula ATP obsahuje tři fosfátové skupiny, z nichž každá je držena vysokoenergetickou vazbou. ATP poskytuje chemickou energii, když enzymy odstraňují jednu nebo více fosfátových skupin. V reverzní reakci používají enzymy energii při přidávání fosfátů k prekurzorům, což vede k produkci ATP.
Glykolýza vyžaduje k zahájení dvě molekuly ATP, ale v posledním kroku produkuje čtyři ATP, což poskytuje čistý výtěžek dvou ATP.
NAD +
NAD + je oxidační koenzym, který přijímá elektrony a protony z jiných molekul a vytváří redukovanou formu NADH. Při reverzní reakci působí NADH jako redukční činidlo, které při oxidaci zpět na NAD + daruje elektrony a protony. NAD + a NADH se používají v různých biochemických drahách, včetně glykolýzy, které vyžadují oxidační nebo redukční činidlo.
Glykolýza vyžaduje dvě molekuly NAD + na molekulu glukózy a produkuje dva NADH, dva vodíkové ionty a dvě molekuly vody. Konečným produktem glykolýzy je pyruvát, který může buňka dále metabolizovat za získání velkého množství další energie.