Comment se produit la glycolyse ?

Glycolyse est le processus biochimique universel qui convertit un nutriment (le sucre à six carbones glucose) en énergie utilisable (ATP ou adénosine triphosphate). La glycolyse a lieu dans le cytoplasme de toutes les cellules vivantes, maintenue par une rafale d'enzymes glycolytiques spécifiques.

Alors que le rendement énergétique de la glycolyse est, molécule pour molécule, bien inférieur à celui obtenu par la respiration aérobie - deux ATP par molécule de glucose consommée pour la glycolyse seule vs. 36 à 38 pour toutes les réactions de la respiration cellulaire combinées – c'est pourtant l'une des plus omniprésentes et des plus des processus fiables dans le sens où toutes les cellules l'utilisent, même si toutes ne peuvent compter uniquement sur lui pour leur énergie Besoins.

La glycolyse est un processus anaérobie, ce qui signifie qu'elle ne nécessite pas d'oxygène. Veillez à ne pas confondre « anaérobie » avec « ne se produit que dans les organismes anaérobies ». Glycolyse se produit dans le cytoplasme des cellules procaryotes et eucaryotes.

Il commence lorsque le glucose, qui a la formule C₆H₁₂O₆ et une masse moléculaire de 180,156 grammes, diffuse dans une cellule à travers la membrane plasmique vers le bas de son gradient de concentration.

Lorsque cela se produit, le carbone du glucose numéro six, qui se trouve à l'extérieur du cycle hexagonal primaire de la molécule, devient immédiatement phosphorylé (c'est-à-dire qu'un groupe phosphate y est attaché). La phosphorylation du glucose rend la molécule glucose-6-phosphate (G6P) électriquement négative et la piège ainsi à l'intérieur de la cellule.

Après neuf autres réactions et un investissement d'énergie, les produits de la glycolyse apparaissent: deux molécules de pyruvate (C₃H₈O₆) plus une paire de ions hydrogène et deux molécules de NADH, un "porteur d'électrons" crucial dans les réactions "en aval" de la respiration aérobie, qui se produisent dans les mitochondries.

L'équation nette pour les réactions de la glycolyse peut être écrite comme ceci :

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄O₃ + 2H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Ici, Pi représente le phosphate libre et ADP signifie adénosine diphosphate, le nucléotide qui sert de précurseur direct de la plupart de l'ATP dans le corps.

Après la formation de G6P dans la première étape de la glycolyse sous la direction de l'enzyme hexokinase, la molécule est réarrangée sans perte ni gain d'atomes en fructose-6-phosphate, un autre dérivé du sucre. Ensuite, la molécule est à nouveau phosphorylée, cette fois au carbone numéro 1. Le résultat est le fructose-1,6-biphosphate (FBP), un sucre doublement phosphorylé.

Bien que cette étape nécessite une paire d'ATP comme source des phosphorylations qui se produisent ici, celles-ci ne sont pas montrées dans le équation globale de la glycolyse car ils sont annulés par deux des quatre ATP produits dans la deuxième partie de glycolyse. Ainsi, la production nette de deux ATP signifie réellement un "buy-in" initial de deux ATP pour produire quatre ATP en tout à la fin du processus.

Le FBP à six carbones, doublement phosphorylé, est divisé en une paire de molécules à trois carbones, simplement phosphorylées, dont l'une se réorganise rapidement dans l'autre. Ainsi, la deuxième partie de la glycolyse démarre avec la production d'une paire de molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate (GA3P).

Il est important de noter que tout ce qui se passe à partir de ce moment est doublé par rapport à la réaction globale. Ainsi, comme chaque molécule de GA3P est systématiquement réarrangée en pyruvate tout en entraînant la production de deux ATP et d'un NAD, le décompte total augmente du double. A la fin de la glycolyse, deux pyruvates sont prêts à être envoyés vers les mitochondries tant que l'oxygène est présent.

• Si l'oxygène est limité, comme lors d'un exercice intense, fermentation se produit. Le pyruvate est converti en lactate, qui génère suffisamment de NAD+ pour permettre la poursuite de la glycolyse.