Γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα που χρησιμοποιείται από όλα τα ζωντανά κύτταρα για την εξαγωγή ενέργειας από ένα θρεπτικό μόριο (σε αυτήν την περίπτωση, γλυκόζη, μια ζάχαρη έξι-άνθρακα). Σε ορισμένα κελιά, ιδίως σε αυτά προκαρυώτες, είναι επίσης το τελευταίο βήμα, καθώς αυτά τα κύτταρα δεν είναι εξοπλισμένα για να εκτελούν κυτταρική αναπνοή (γλυκόλυση συν τις αερόβιες αντιδράσεις που ακολουθούν στα ευκαρυωτικά) στο σύνολό της.
Γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων και οδηγεί σε καθαρό κέρδος δύο ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη, το νουκλεοτίδιο που χρησιμοποιείται από τα κύτταρα για τις ενεργειακές του ανάγκες).
Υπάρχουν συνολικά 10 βήματα γλυκόλυσης, αλλά δεν χρειάζεται να απομνημονεύσετε και τα 10 και τα σχετικά ένζυμα για να έχετε μια σταθερή κατανόηση της πορείας στο σύνολό της. Το πιο σημαντικό από το να γνωρίζουμε τη σειρά αντιδράσεων κατά λέξη είναι να γνωρίζουμε τα αντιδραστήρια, τα προϊόντα και τις συνθήκες υπό τις οποίες ξετυλίγεται η γλυκόλυση.
Γλυκόλυση εναντίον Κυτταρική αναπνοή
Ερώτηση: Ποιο από τα παρακάτω είναι προϊόντα του κυτταρική αναπνοή?
ΕΝΑ. Γλυκόζη; ΣΙ. Πυροστατικό; ΝΤΟ. Διοξείδιο του άνθρακα; ΡΕ. Ακετυλο CoA
Η απάντηση είναι ντομόνο διοξείδιο του άνθρακα. Η γλυκόζη είναι ένα αντιδραστήριο κυτταρική αναπνοή (και της γλυκόλυσης, το πρώτο βήμα), ενώ οι άλλοι είναι ενδιάμεσοι στην πορεία από την εξαγωγή συνολικά 36 έως 38 ΑΤΡ από τη γλυκόζη εφ 'όσον υπάρχει οξυγόνο. Το Pyruvate είναι προϊόν της γλυκόλυση; Το Acetyl CoA κατασκευάζεται από πυροσταφυλικό στα μιτοχόνδρια, όπου στη συνέχεια εισέρχεται στον κύκλο Krebs.
Αντιδραστήρια γλυκόλυσης
Γλυκόζη, με τον τύπο ντο6Η12Ο6, έχει εξαγωνικό δακτύλιο έξι ατόμων στο κέντρο του που περιλαμβάνει πέντε άνθρακες και άτομο οξυγόνου. Κατά την έναρξη της γλυκόλυσης, είναι το μόνο αντιδραστήριο στο μείγμα. Στην πορεία, ωστόσο, απαιτούνται ομάδες φωσφορικών για τα στάδια φωσφορυλίωσης (δηλαδή, η προσθήκη φωσφορικών ομάδων σε παράγωγα γλυκόζης.
Επιπλέον, οι αντιδράσεις απαιτούν εισαγωγή δύο μορίων NAD+, η οποία μετατρέπεται στην υδρογονωμένη (μειωμένη) μορφή της κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης.
Τα αρχικά βήματα της γλυκόλυσης: Φάση επενδύσεων
Η γλυκόζη φωσφορυλιώνεται όταν εισέρχεται σε ένα κύτταρο με διάχυση μέσω της μεμβράνης του πλάσματος. Στη συνέχεια αναδιατάσσεται σε παράγωγο φρουκτόζης και στη συνέχεια φωσφορυλιώνεται για δεύτερη φορά φρουκτόζη-1,6-διφωσφορική. Αυτές οι δύο αντιδράσεις φωσφορυλίωσης απαιτούν την είσοδο δύο ATP, το οποίο υδρολύεται σε ADP (διφωσφορική αδενοσίνη) για να επιτρέψει αυτό να συμβεί.
Στο τέλος αυτής της φάσης, το μόριο έξι-άνθρακα χωρίζεται σε ένα ζεύγος μορίων τριών-άνθρακα. Επομένως, τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα σε κάθε στάδιο που αναφέρονται από αυτό το σημείο και μετά πρέπει να διπλασιαστούν προκειμένου να διατηρηθεί η σωστή καταγραφή της γλυκόλυσης στο σύνολό της.
Τα τελικά βήματα της γλυκόλυσης: Φάση επιστροφής
Με το δεύτερο μέρος της γλυκόλυσης σε εξέλιξη, δύο μόρια τριών-άνθρακα 3-φωσφορική γλυκεραλδεϋδη μετατρέπονται σε πυροσταφυλικό (C3Η4Ο3) σε μια σειρά βημάτων. Όλα αυτά περιλαμβάνουν αναδιατάξεις, και το ένα περιλαμβάνει και άλλο φωσφορυλίωση βήμα.
Επίσης στη φάση επιστροφής, δύο μόρια του NAD+ (δινουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου αδενίνη, ένας φορέας ηλεκτρονίων που απαιτείται αργότερα στις αντιδράσεις αερόβιας αναπνοής) μετατρέπονται σε δύο NADH και δύο Η+ (ιόν υδρογόνου).
Στο τέλος, οι δύο φωσφορικές ομάδες σε καθένα από τα δύο μόρια τριών-άνθρακα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ΑΤΡ, πράγμα που σημαίνει ότι τέσσερα ΑΤΡ παράγονται σε αυτή τη φάση. Αφαιρώντας τα δύο ATP που απαιτούνται στη φάση της επένδυσης, είναι σαφές ότι ένα σύνολο δύο ATP προέρχονται από ένα μόριο γλυκόζης κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης.
Προϊόντα Γλυκόλυσης
Η πλήρης (καθαρή) αντίδραση της γλυκόλυσης αναφέρεται διαφορετικά σε διαφορετικές πηγές, αλλά αυτές Οι διαφορές είναι θέμα της απόφασης του συγγραφέα εάν θα συμπεριλάβει ορισμένα ενδιάμεσα ως μέρος του καθαρή αντίδραση. Μια ακριβής αναπαράσταση είναι
ντο6Η12Ο6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3Η4Ο6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Εδώ, το Pi είναι ανόργανο φωσφορικό άλας, που προέρχεται από την προαναφερθείσα υδρόλυση του ΑΤΡ.
Πού πηγαίνουν τα προϊόντα γλυκόλυσης;
Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια μπαίνει στο μιτοχόνδρια, όπου μετατρέπεται σε ακετύλιο CoA. Αυτό το μόριο εισέρχεται στον κύκλο Krebs αερόβιας αναπνοής, και τελικά, μετά τις αντιδράσεις του αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, 36 έως 38 ATP παράγονται από ένα μόριο γλυκόζης κατά τη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής, συμπεριλαμβανομένων των δύο ATP από τη γλυκόλυση.
