Mis on glükolüüsi lõpptulemus?

Vahendid, mille abil elusolendi rakud eraldavad energiat orgaaniliste molekulide sidemetest, sõltuvad uuritava organismi tüübist.

Prokarüootid (bakterite ja arheide domeenid) piirduvad anaeroobse hingamisega, kuna nad ei saa hapnikku kasutada. Eukarüoodid (domeen Eukaryota, mis hõlmab loomi, taimi, protiise ja seeni) lisab hapnik oma organismidesse ainevahetusprotsesse ja selle tulemusena võib saada palju rohkem adenosiinitrifosfaati (ATP) kütuse molekuli kohta süsteemi.

Kõik rakud kasutavad aga kümneastmelist reaktsioonide rida, mida nimetatakse ühiselt glükolüüs. Prokarüootides on see tavaliselt ainus viis kõigi rakkude nn "energiavaluuta" ATP saamiseks.

Eukarüootides on see rakuhingamise esimene etapp, mis hõlmab ka kahte aeroobset rada: Krebsi tsükkel ja elektronide transpordiahel.

Glükolüüsi kombineeritud lõppprodukt on kaks püruvaadi molekuli protsessi siseneva glükoosi molekuli kohta, lisaks kaks ATP ja kaks NADH molekuli, nn suure energiaga elektronkandja.

Glükolüüsi täielik netoreaktsioon on:

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

Märgis "net" on siin kriitiline, sest tegelikkuses vaja on kahte ATP-d glükolüüsi esimeses osas tingimuste loomiseks, mis on vajalikud teise osa jaoks, milles genereeritakse neli ATP-d, et viia kogu bilanss ATP-veerus pluss kahele.

Glükolüüsi iga etappi katalüüsib konkreetne ensüüm, nagu on kombeks kõigi rakuliste metaboolsete reaktsioonide korral. Ensüüm ei mõjuta mitte ainult kõiki reaktsioone, vaid ka iga kaasatud ensüüm on kõnealuse reaktsiooni jaoks spetsiifiline. Seega on olemas üks-ühele reagendi ja ensüümi suhe.

Glükolüüs jaguneb tavaliselt kaheks faasiks, mis näitavad kaasatud energiavoogu.

Investeerimise etapp: Esimesed neli glükolüüsi reaktsiooni hõlmavad glükoosi fosforüülimist pärast selle sisenemist raku tsütoplasmasse; selle molekuli ümberkorraldamine teiseks kuue süsinikuga suhkruks (fruktoos); selle molekuli fosforüülimine erineva süsiniku juures, saades kahe fosfaatrühmaga ühendi; selle molekuli jagamine kolmeks süsinikuga vaheühendiks, millest igaühel on seotud oma fosfaatrühm.

Tasumisetapp: Üks kahest fosfaati sisaldavast kolmest süsinikühendist, mis on loodud fruktoos-1,6-bisfosfaadi, dihüdroksüatsetoonfosfaadi (DHAP) lõhustamisel, on muundatakse teiseks, glütseraldehüüd-3-fosfaadiks (G3P), see tähendab, et iga siseneva glükoosi molekuli jaoks on selles etapis kaks G3P molekuli glükolüüs.

Järgmisena fosforüülitakse need molekulid ja järgmises järgmises etapis kooritakse fosfaadid maha ja kasutatakse ATP loomiseks, kui kolme süsiniku molekulid paigutatakse ümber püruvaadiks. Teel genereeritakse NAD-st kaks NADH-d⁺, üks kolme süsiniku molekuli kohta.

Seega on ülaltoodud netoreaktsioon rahuldatud ja saate nüüd julgelt vastata küsimusele "Millised molekulid glükolüüsi lõpus saadakse?"

Hapniku juuresolekul eukarüootsetes rakkudes püruvaat viiakse organellide juurde mitokondrid, mis on kõik aeroobne hingamine. Püruvaat eraldatakse süsinikust, mis väljub protsessist jääkaine süsinikdioksiidina (CO₂) ja jäeti maha kui aktetüülkoensüüm A.

Krebsi tsükkel: Mitokondrite maatriksis ühendub atsetüül-CoA nelja süsinikühendiga oksaloatsetaadiga, saades kuue süsinikuga molekuli tsitraadi. See molekul eraldatakse tagasi oksaloatsetaadiks, kaotades kaks CO₂ ja ühe ATP, kolme NADH ja ühe FADH võimendus₂ (teine ​​elektronkandja) tsükli pöörde kohta.

See tähendab, et peate need numbrid kahekordistama, et arvestada asjaolu, et kaks atsetüül-CoA sisestavad Krebsi tsükkel glükolüüsi siseneva glükoosi molekuli kohta.

Elektroni transpordiahel: Nendes reaktsioonides, mis toimuvad mitokondriaalmembraanil, saavad ülalnimetatud elektronkandjatest saadud vesiniku aatomid (elektronid) eemaldatakse kandemolekulid, mida kasutatakse suure ATP sünteesi juhtimiseks, umbes 32 kuni 34 "ülesvoolu" glükoosi kohta molekul.