Γλυκόλυση είναι μια διαδικασία που παράγει ενέργεια χωρίς την παρουσία οξυγόνου. Εμφανίζεται σε όλα τα ζωντανά κύτταρα, από τα απλούστερα προκαρυωτικά μονοκύτταρα έως τα μεγαλύτερα και βαρύτερα ζώα. Όλα όσα χρειάζονται για γλυκόλυση να συμβεί είναι γλυκόζη, μια ζάχαρη έξι-άνθρακα με τον τύπο Γ6Η12Ο6, και το κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου με την πλούσια πυκνότητα γλυκολυτικών ενζύμων (ειδικές πρωτεΐνες που επιταχύνουν συγκεκριμένες βιοχημικές αντιδράσεις).
Σε προκαρυώτες, μόλις τελειώσει η γλυκόλυση, το κύτταρο έχει φτάσει στο όριο παραγωγής ενέργειας. Σε ευκαρυώτες, ωστόσο, τα οποία έχουν μιτοχόνδρια και είναι έτσι ικανά να ολοκληρώσουν την κυτταρική αναπνοή στο συμπέρασμα της, το πυροσταφυλικό στην γλυκόλυση υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία με τρόπο που στο τέλος αποδίδει περισσότερο από 15 φορές περισσότερη ενέργεια από τη γλυκόλυση μόνο κάνει.
Γλυκόλυση, συνοπτική
Αφού ένα μόριο γλυκόζης εισέλθει σε ένα κύτταρο, αμέσως έχει μια φωσφορική ομάδα συνδεδεμένη σε έναν από τους άνθρακες του. Στη συνέχεια αναδιατάσσεται σε ένα φωσφορυλιωμένο μόριο φρουκτόζης, ένα άλλο σάκχαρο έξι-άνθρακα. Αυτό το μόριο στη συνέχεια φωσφορυλιώνεται ξανά. Αυτά τα βήματα απαιτούν επένδυση δύο ATP.
Στη συνέχεια, το μόριο έξι-άνθρακα χωρίζεται σε ένα ζεύγος μορίων τριών-άνθρακα, το καθένα με το δικό του φωσφορικό. Καθένα από αυτά φωσφορυλιώνεται ξανά, δίδοντας δύο ίδια διπλά φωσφορυλιωμένα μόρια. Καθώς αυτά μετατρέπονται σε πυροσταφυλικό (C3Η4Ο3), τα τέσσερα φωσφορικά χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τεσσάρων ATP, για ένα καθαρό κέρδος δύο ATP από τη γλυκόλυση.
Τα Προϊόντα της Γλυκόλυσης
Παρουσία οξυγόνου, όπως θα δείτε σύντομα, το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης είναι 36 έως 38 μόρια ATP, με το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα να χάνονται στο περιβάλλον στα τρία στάδια της κυτταρικής αναπνοής μετά τη γλυκόλυση.
Αλλά αν σας ζητηθεί να αναφέρετε τα προϊόντα της γλυκόλυσης, τελεία, η απάντηση είναι δύο μόρια πυροσταφυλικού, δύο NADH και δύο ATP.
Οι αερόβιες αντιδράσεις της κυτταρικής αναπνοής
Σε ευκαρυώτες με επαρκή παροχή οξυγόνου, το πυροσταφυλικό που παρασκευάζεται με γλυκόλυση μπαίνει τα μιτοχόνδρια, όπου υφίσταται μια σειρά μετασχηματισμών που τελικά αποδίδουν έναν πλούτο ATP.
Η αντίδραση μετάβασης: Τα δύο πυροσταφυλικά τριών άνθρακα μετατρέπονται σε ένα ζεύγος μορίων δύο άνθρακα ακετυλο συνένζυμο Α (ακετυλο CoA), ο οποίος συμμετέχει βασικά σε πλήθος μεταβολικών αντιδράσεων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια ενός ζεύγους άνθρακα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα, ή CO2 (απόβλητο στον άνθρωπο και πηγή τροφής για φυτά).
Ο κύκλος Krebs: Το ακετύλιο CoA τώρα συνδυάζεται με ένα μόριο τεσσάρων άνθρακα που ονομάζεται οξαλοξικό για να παράγει το μόριο έξι-άνθρακα οξαλοξικός. Σε σειρά βημάτων που αποδίδουν τους φορείς ηλεκτρονίων NADH και FADH2 μαζί με μια μικρή ποσότητα ενέργειας (δύο ATP ανά ανοδικό μόριο γλυκόζης), το κιτρικό μετατρέπεται σε οξαλοξικό. Συνολικά τέσσερα CO2 δίδονται στο περιβάλλον στο Κύκλος Krebs.
Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETC): Στη μιτοχονδριακή μεμβράνη, τα ηλεκτρόνια από NADH και FADH2 χρησιμοποιούνται για τη μόχλευση της φωσφορυλίωσης του ADP για απόδοση ΑΤΡ, με Ο2 (μοριακό οξυγόνο) ως τον τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Αυτό παράγει 32 έως 34 ATP και το O2 μετατρέπεται σε νερό (H2Ο).
Απαιτείται οξυγόνο για τη διεξαγωγή κυτταρικής αναπνοής: Αληθινό ή λάθος;
Αν και δεν είναι ακριβώς μια απλή ερώτηση, αυτό απαιτεί κάποια περιγραφή των ορίων της ερώτησης. Η γλυκόλυση από μόνη της δεν είναι απαραίτητα μέρος της κυτταρικής αναπνοής, όπως στους προκαρυώτες. Όμως, σε οργανισμούς που κάνουν χρήση αερόβιας αναπνοής, και έτσι πραγματοποιούν κυτταρική αναπνοή από την αρχή έως το τέλος, η γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα της διαδικασίας και απαραίτητη.
Εάν, λοιπόν, ρωτήσατε εάν απαιτείται οξυγόνο για κάθε βήμα της κυτταρικής αναπνοής, η απάντηση είναι όχι. Αλλά αν ερωτηθείτε εάν κυτταρική αναπνοή Όπως ορίζεται συνήθως απαιτεί οξυγόνο για να προχωρήσει, η απάντηση είναι μια σαφής ναι.