ग्लाइकोलाइसिस यील्ड क्या करता है?

जीवित चीजें, जिनमें से सभी में एक या अधिक व्यक्तिगत कोशिकाएं होती हैं, को विभाजित किया जा सकता है प्रोकैर्योसाइटों तथा यूकैर्योसाइटों.

वस्तुतः सभी कोशिकाएँ निर्भर करती हैं शर्करा उनकी चयापचय आवश्यकताओं के लिए, और इस अणु के टूटने में पहला कदम प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला है जिसे कहा जाता है ग्लाइकोलाइसिस (शाब्दिक रूप से, "ग्लूकोज विभाजन")। ग्लाइकोलाइसिस में, एक ग्लूकोज अणु पाइरूवेट अणुओं की एक जोड़ी और ऊर्जा की एक मामूली मात्रा के रूप में उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरता है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी).

हालाँकि, इन उत्पादों की अंतिम हैंडलिंग सेल प्रकार से सेल प्रकार में भिन्न होती है। प्रोकैरियोटिक जीव भाग नहीं लेते हैं एरोबिक श्वसन। इसका मतलब है कि प्रोकैरियोट्स आणविक ऑक्सीजन (O .) का उपयोग नहीं कर सकते हैं₂). इसके बजाय, पाइरूवेट गुजरता है किण्वन (अवायुश्वसन)।

कुछ स्रोतों में यूकेरियोट्स में "सेलुलर श्वसन" की प्रक्रिया में ग्लाइकोलाइसिस शामिल है, क्योंकि यह सीधे पहले होता है एरोबिक श्वसन (अर्थात, क्रेब्स चक्र और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला). अधिक सख्ती से, ग्लाइकोलाइसिस अपने आप में एक एरोबिक प्रक्रिया नहीं है, क्योंकि यह ऑक्सीजन पर निर्भर नहीं है और यह होता है कि O

हालांकि, चूंकि ग्लाइकोलाइसिस एक है शर्त एरोबिक श्वसन में यह उनकी प्रतिक्रियाओं के लिए पाइरूवेट की आपूर्ति करता है, दोनों अवधारणाओं के बारे में एक ही बार में सीखना स्वाभाविक है।

ग्लूकोज एक छह-कार्बन चीनी है जो मानव जैव रसायन में सबसे महत्वपूर्ण एकल कार्बोहाइड्रेट के रूप में कार्य करता है। कार्बोहाइड्रेट में ऑक्सीजन के अलावा कार्बन (सी) और हाइड्रोजन (एच) होता है, और इन यौगिकों में सी से एच का अनुपात हमेशा 1:2 होता है।

स्टार्च और सेल्युलोज सहित अन्य कार्बोहाइड्रेट की तुलना में शर्करा छोटे होते हैं। वास्तव में, ग्लूकोज अक्सर एक दोहराई जाने वाली उपइकाई है, या मोनोमर, इन अधिक जटिल अणुओं में। ग्लूकोज में ही मोनोमर्स नहीं होते हैं, और जैसे कि एक मोनोसेकेराइड ("एक चीनी") माना जाता है।

ग्लूकोज का सूत्र C. है₆एच₁₂हे₆. अणु के मुख्य भाग में एक षट्कोणीय वलय होता है जिसमें पाँच C परमाणु और एक O परमाणु होता है। छठा और अंतिम सी परमाणु एक हाइड्रॉक्सिल युक्त मिथाइल समूह (-CH .) के साथ एक साइड चेन में मौजूद है₂ओह)।

की प्रक्रिया ग्लाइकोलाइसिस, जो सेल में होता है कोशिका द्रव्य, 10 व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं के होते हैं।

आमतौर पर सभी मध्यवर्ती उत्पादों और एंजाइमों के नाम याद रखना आवश्यक नहीं है। लेकिन, समग्र चित्र की दृढ़ समझ होना उपयोगी है। यह केवल इसलिए नहीं है क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस शायद पृथ्वी पर जीवन के इतिहास में सबसे अधिक प्रासंगिक प्रतिक्रिया है, बल्कि इसलिए भी कि कदम एक्ज़ोथिर्मिक (ऊर्जावान रूप से अनुकूल) के दौरान एंजाइमों की क्रिया सहित कोशिकाओं के भीतर कई सामान्य घटनाओं को अच्छी तरह से चित्रित करें प्रतिक्रियाएं।

जब ग्लूकोज एक कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह एंजाइम हेक्सोकाइनेज और फॉस्फोराइलेटेड (यानी, एक फॉस्फेट समूह, जिसे अक्सर पाई लिखा जाता है, इसमें जोड़ा जाता है) द्वारा जमा किया जाता है। यह एक नकारात्मक इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज के साथ सेल के अंदर अणु को फंसाता है।

यह अणु खुद को फ्रुक्टोज के फॉस्फोराइलेटेड रूप में पुनर्व्यवस्थित करता है, जो फिर एक और फॉस्फोराइलेशन चरण से गुजरता है और फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट बन जाता है। यह अणु तब दो समान तीन-कार्बन अणुओं में विभाजित हो जाता है, जिनमें से एक ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के दो अणुओं को उत्पन्न करने के लिए जल्दी से दूसरे में बदल जाता है।

गैर-लगातार चरणों में फॉस्फेट समूहों के प्रारंभिक जोड़ को उलटने से पहले इस पदार्थ को एक और दोगुना फॉस्फोराइलेटेड अणु में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है। इनमें से प्रत्येक चरण में. का एक अणु एडेनोसिन डाइफॉस्फेट (एडीपी) एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स द्वारा होता है (जो भी अणु प्रतिक्रिया कर रहा है और एंजाइम जो प्रतिक्रिया को पूरा करने की दिशा में प्रतिक्रिया करता है) द्वारा बनाई गई संरचना का नाम।

यह एडीपी मौजूद तीन कार्बन अणुओं में से प्रत्येक से फॉस्फेट स्वीकार करता है। आखिरकार, दो पाइरूवेट अणु कोशिका द्रव्य में बैठते हैं, जो कोशिका को प्रवेश करने के लिए आवश्यक किसी भी मार्ग पर परिनियोजन के लिए तैयार होते हैं या होस्ट करने में सक्षम होते हैं।

ग्लाइकोलाइसिस का एकमात्र सच्चा अभिकारक ग्लूकोज का एक अणु है। प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला के दौरान एटीपी और एनएडी + (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड, एक इलेक्ट्रॉन वाहक) के दो अणु पेश किए जाते हैं।

आप अक्सर 36 (या 38) एटीपी के साथ, ग्लूकोज और ऑक्सीजन के साथ अभिकारकों और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को उत्पादों के रूप में सूचीबद्ध सेलुलर श्वसन की पूरी प्रक्रिया देखेंगे। लेकिन ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रियाओं की केवल पहली श्रृंखला है जो अंततः ग्लूकोज से इतनी ऊर्जा के एरोबिक निष्कर्षण में समाप्त होती है।

का कुल चार एटीपी अणु ग्लाइकोलाइसिस के तीन-कार्बन घटकों को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाओं में उत्पन्न होते हैं - दो 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट अणुओं की जोड़ी को दो में बदलने के दौरान 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट के अणु, और दो फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरूवेट अणुओं की एक जोड़ी के रूपांतरण के दौरान दो पाइरूवेट अणुओं के अंत का प्रतिनिधित्व करते हैं ग्लाइकोलाइसिस ये सभी सब्सट्रेट-स्तरीय फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से संश्लेषित होते हैं, जिसका अर्थ है कि एटीपी प्रत्यक्ष से आता है किसी अन्य के परिणामस्वरूप बनने के बजाय ADP में अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) का योग प्रक्रिया।

ग्लाइकोलाइसिस की शुरुआत में दो एटीपी की जरूरत होती है, पहला जब ग्लूकोज को ग्लूकोज-6-फॉस्फेट में फास्फोराइलेट किया जाता है, और फिर दो कदम बाद जब फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट को फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट में फास्फोराइलेट किया जाता है। इस प्रकार, प्रक्रिया से गुजरने वाले ग्लूकोज के एक अणु के परिणामस्वरूप ग्लाइकोलाइसिस में एटीपी में शुद्ध लाभ है दो अणु, जिन्हें याद रखना आसान है यदि आप इसे पाइरूवेट अणुओं की संख्या के साथ जोड़ते हैं बनाया था।

इसके अलावा, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट में रूपांतरण के दौरान, NAD+ के दो अणु दो अणुओं में कम हो जाते हैं एनएडीएच, ऊर्जा के अप्रत्यक्ष स्रोत के रूप में कार्य करता है क्योंकि वे अन्य प्रक्रियाओं के बीच, एरोबिक की प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं श्वसन

संक्षेप में, ग्लाइकोलाइसिस की शुद्ध उपज इसलिए है 2 एटीपी, 2 पाइरूवेट और 2 NADH. यह एरोबिक श्वसन में उत्पादित एटीपी की मात्रा का बमुश्किल एक-बीसवां हिस्सा है, लेकिन क्योंकि प्रोकैरियोट्स एक नियम के रूप में बहुत छोटे हैं और यूकेरियोट्स की तुलना में कम जटिल, छोटी चयापचय मांगों से मेल खाने के लिए, वे इस कम-से-आदर्श के बावजूद प्राप्त करने में सक्षम हैं योजना

(इसे देखने का एक और तरीका, निश्चित रूप से, की कमी है एरोबिक श्वसन बैक्टीरिया ने उन्हें बड़े, अधिक विविध जीवों में विकसित होने से रोक दिया है, क्योंकि यह क्या मायने रखता है।)

प्रोकैरियोट्स में, एक बार ग्लाइकोलाइसिस मार्ग पूरा हो जाने के बाद, जीव ने लगभग हर चयापचय कार्ड खेला है। पाइरूवेट को लैक्टेट के माध्यम से आगे चयापचय किया जा सकता है किण्वन, या अवायवीय श्वसन। किण्वन का उद्देश्य लैक्टेट का उत्पादन नहीं करना है, बल्कि एनएडीएच से एनएडी + को पुन: उत्पन्न करना है ताकि इसे ग्लाइकोलाइसिस में इस्तेमाल किया जा सके।

(ध्यान दें कि यह इससे अलग है distinct शराब किण्वनजिसमें यीस्ट की क्रिया के तहत पाइरूवेट से एथेनॉल का उत्पादन किया जाता है।)

यूकेरियोट्स में, अधिकांश पाइरूवेट एरोबिक श्वसन में चरणों के पहले सेट में प्रवेश करता है: क्रेब्स चक्र, जिसे ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (टीसीए) चक्र या साइट्रिक-एसिड चक्र भी कहा जाता है। यह के भीतर होता है माइटोकॉन्ड्रियाजहां पाइरूवेट दो कार्बन यौगिक एसिटाइल कोएंजाइम ए (सीओए) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओए) में परिवर्तित हो जाता है।₂).

इस आठ-चरणीय चक्र की भूमिका बाद की प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन वाहक उत्पन्न करना है - 3 एनएडीएच, एक एफएडीएच₂ (कम फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड) और एक जीटीपी (ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट)।

जब ये माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में प्रवेश करते हैं, तो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण नामक एक प्रक्रिया इलेक्ट्रॉनों को इनसे स्थानांतरित कर देती है ऑक्सीजन अणुओं के लिए उच्च-ऊर्जा वाहक, अंतिम परिणाम 36 (या संभवतः 38) एटीपी अणुओं प्रति ग्लूकोज अणु "अपस्ट्रीम" का उत्पादन होता है।

एरोबिक चयापचय की अधिक दक्षता और उपज अनिवार्य रूप से सभी बुनियादी अंतरों की व्याख्या करती है आज प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच, पूर्व पूर्ववर्ती के साथ, और माना जाता है कि, को जन्म दिया है बाद वाला।