Glykolyse er en proces, der producerer energi uden tilstedeværelse af ilt. Det forekommer i alle levende celler, fra de enkleste encellede prokaryoter til de største og tungeste dyr. Alt, hvad der er nødvendigt for glykolyse at ske er glukose, et seks-kulstof sukker med formlen C6H12O6og cytoplasmaet i en celle med dens rige tæthed af glykolytiske enzymer (specielle proteiner, der fremskynder specifikke biokemiske reaktioner).
I prokaryoter, når glykolyse er overstået, har cellen nået sin energiproduktionsgrænse. I eukaryoterimidlertid, som har mitokondrier og således er i stand til at fuldføre cellulær respiration til dens konklusion, fremstillet pyruvat i glykolyse behandles yderligere på en måde, der i sidste ende giver mere end 15 gange så meget energi som glykolyse alene gør.
Glykolyse, opsummeret
Efter at et glukosemolekyle er kommet ind i en celle, har det straks en fosfatgruppe bundet til et af dets carbonatomer. Derefter arrangeres det i et phosphoryleret molekyle af fruktose, et andet seks-kulstof sukker. Dette molekyle fosforyleres derefter igen. Disse trin kræver en investering på to ATP.
Derefter opdeles seks-kulstofmolekylet i et par med tre-kulstofmolekyler, hver med sit eget fosfat. Hver af disse phosphoryleres igen, hvilket giver to identiske dobbelt phosphorylerede molekyler. Da disse konverteres til pyruvat (C3H4O3), bruges de fire fosfater til at generere fire ATP, for en nettogevinst på to ATP fra glykolyse.
Produkterne af glykolyse
I nærvær af ilt, som du snart vil se, er slutproduktet af glykolyse 36 til 38 molekyler af ATP, med vand og kuldioxid tabt til miljøet i de tre cellulære respirationstrin efter glykolyse.
Men hvis du bliver bedt om at liste produkterne af glykolyse, punktum, er svaret to molekyler af pyruvat, to NADH og to ATP.
De aerobe reaktioner af cellulær respiration
I eukaryoter med tilstrækkelig iltforsyning kommer pyruvatet fremstillet i glykolyse sig ind mitokondrierne, hvor den gennemgår en række transformationer, der i sidste ende giver et væld af ATP.
Overgangsreaktionen: De to tre-carbon pyruvater omdannes til et par to-kulstofmolekyler af acetylcoenzym A (acetyl CoA), som er en nøgledeltager i en række metaboliske reaktioner. Dette resulterer i tab af et par carbonatomer i form af kuldioxid eller CO2 (et affaldsprodukt hos mennesker og en fødekilde til planter).
Krebs-cyklussen: Acetyl CoA kombineres nu med et fire-kulstof-molekyle kaldet oxaloacetat for at producere seks-kulstof-molekylet oxaloacetat. I en række trin, der giver elektronbærerne NADH og FADH2 sammen med en lille mængde energi (to ATP pr. opstrøms glukosemolekyle) omdannes citrat tilbage til oxaloacetat. I alt fire CO2 gives til miljøet i Krebs cykler.
Elektrontransportkæden (ETC): På mitokondriemembranen er elektronerne fra NADH og FADH2 bruges til at udnytte phosphoryleringen af ADP til at give ATP med O2 (molekylært ilt) som den sidste elektronacceptor. Dette producerer 32 til 34 ATP og O2 omdannes til vand (H2O).
Oxygen er påkrævet for at gennemføre cellulær respiration: sand eller falsk?
Selvom det ikke ligefrem er et trickspørgsmål, kræver dette en specifik specificering af spørgsmålets grænser. Glykolyse alene er ikke nødvendigvis en del af cellulær respiration, som i prokaryoter. Men i organismer, der bruger aerob respiration og således udfører cellulær respiration fra start til slut, er glykolyse det første trin i processen og en nødvendig.
Hvis du derfor blev spurgt, om der er behov for ilt til hvert trin i cellulær respiration, er svaret nej. Men hvis du bliver spurgt, om cellulær respiration som det normalt defineres kræver ilt for at fortsætte, svaret er et klart ja.
