वह साधन जिसके द्वारा किसी जीवित वस्तु की कोशिकाएँ कार्बनिक अणुओं में बंधों से ऊर्जा निकालती हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार का जीव अध्ययन किया जा रहा है।
प्रोकैर्योसाइटों (बैक्टीरिया और आर्किया डोमेन) अवायवीय श्वसन तक सीमित हैं क्योंकि वे ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकते हैं। यूकैर्योसाइटों (डोमेन यूकेरियोटा, जिसमें जानवर, पौधे, प्रोटिसिस और कवक शामिल हैं) ऑक्सीजन को अपने में शामिल करते हैं चयापचय प्रक्रियाएं और इसके परिणामस्वरूप प्रति ईंधन अणु में कहीं अधिक एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) प्राप्त कर सकते हैं प्रणाली
हालाँकि, सभी कोशिकाएँ सामूहिक रूप से ज्ञात प्रतिक्रियाओं की दस-चरणीय श्रृंखला का उपयोग करती हैं ग्लाइकोलाइसिस. प्रोकैरियोट्स में, यह आमतौर पर सभी कोशिकाओं की तथाकथित "ऊर्जा मुद्रा" एटीपी प्राप्त करने का एकमात्र साधन है।
यूकेरियोट्स में, यह सेलुलर श्वसन में पहला कदम है, जिसमें दो एरोबिक मार्ग भी शामिल हैं: क्रेब्स चक्र और यह इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला.
ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रिया
ग्लाइकोलाइसिस का संयुक्त अंत उत्पाद प्रक्रिया में प्रवेश करने वाले ग्लूकोज के प्रति अणु पाइरूवेट के दो अणु हैं, साथ ही एटीपी के दो अणु और एनएडीएच के दो अणु, एक तथाकथित उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन वाहक।
ग्लाइकोलाइसिस की पूरी शुद्ध प्रतिक्रिया है:
सी6एच12हे6 + 2 नाद+ + 2 एडीपी + 2 पी → 2 सीएच3(C=O)COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H 2+
"नेट" लेबल यहाँ महत्वपूर्ण है, क्योंकि वास्तव में, दो एटीपी की जरूरत है ग्लाइकोलाइसिस के पहले भाग में दूसरे भाग के लिए आवश्यक शर्तें बनाने के लिए, जिसमें एटीपी कॉलम में समग्र बैलेंस शीट को प्लस-टू में लाने के लिए चार एटीपी उत्पन्न होते हैं।
ग्लाइकोलाइसिस कदम
ग्लाइकोलाइसिस में प्रत्येक चरण एक विशेष एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है, जैसा कि सभी सेलुलर चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए प्रथागत है। न केवल प्रत्येक प्रतिक्रिया एक एंजाइम से प्रभावित होती है, बल्कि इसमें शामिल प्रत्येक एंजाइम प्रश्न में प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट होता है। इसलिए, जगह-जगह एक-से-एक अभिकारक-एंजाइम संबंध है।
ग्लाइकोलाइसिस को आम तौर पर दो चरणों में विभाजित किया जाता है जो शामिल ऊर्जा प्रवाह को इंगित करता है।
निवेश चरण: ग्लाइकोलाइसिस की पहली चार प्रतिक्रियाओं में कोशिका कोशिका द्रव्य में प्रवेश करने के बाद ग्लूकोज का फास्फारिलीकरण शामिल है; इस अणु का एक और छह-कार्बन चीनी (फ्रुक्टोज) में पुनर्व्यवस्थापन; दो फॉस्फेट समूहों के साथ एक यौगिक उत्पन्न करने के लिए एक अलग कार्बन पर इस अणु का फॉस्फोराइलेशन; इस अणु का तीन-कार्बन मध्यवर्ती की एक जोड़ी में विभाजित होना, प्रत्येक का अपना फॉस्फेट समूह जुड़ा हुआ है।
अदायगी चरण: फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट, डायहाइड्रोक्सीएसीटोन फॉस्फेट (डीएचएपी) के विभाजन में निर्मित दो फॉस्फेट-असर तीन-कार्बन यौगिकों में से एक दूसरे में परिवर्तित, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट (G3P), जिसका अर्थ है कि G3P के दो अणु इस स्तर पर मौजूद हैं जो प्रत्येक ग्लूकोज अणु में प्रवेश करते हैं। ग्लाइकोलाइसिस
इसके बाद, इन अणुओं को फॉस्फोराइलेट किया जाता है, और अगले कई चरणों में, फॉस्फेट को छील दिया जाता है और एटीपी बनाने के लिए उपयोग किया जाता है क्योंकि तीन कार्बन अणुओं को पाइरूवेट में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है। रास्ते में, NAD. से दो NADH उत्पन्न होते हैं+, एक प्रति तीन कार्बन अणु।
इस प्रकार उपरोक्त शुद्ध प्रतिक्रिया संतुष्ट है और अब आप आत्मविश्वास से इस प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं, "ग्लाइकोलिसिस के अंत में, कौन से अणु प्राप्त होते हैं?"
ग्लाइकोलाइसिस के बाद
यूकेरियोटिक कोशिकाओं में ऑक्सीजन की उपस्थिति में, पाइरूवेट को ऑर्गेनेल में बंद कर दिया जाता है जिसे कहा जाता है माइटोकॉन्ड्रिया, जो सभी के बारे में हैं एरोबिक श्वसन. पाइरूवेट को कार्बन से अलग किया जाता है, जो अपशिष्ट उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के रूप में प्रक्रिया से बाहर निकलता है।2), और एक्टेटाइल कोएंजाइम ए के रूप में पीछे छोड़ दिया।
क्रेब्स चक्र: माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में, एसिटाइल सीओए चार-कार्बन यौगिक ऑक्सालोसेटेट के साथ मिलकर छह-कार्बन अणु साइट्रेट प्राप्त करता है। यह अणु दो CO. के नुकसान के साथ वापस ऑक्सालोसेटेट में बदल जाता है2 और एक एटीपी, तीन एनएडीएच और एक एफएडीएच का लाभ2 (एक अन्य इलेक्ट्रॉन वाहक) चक्र के प्रति मोड़।
इसका मतलब है कि आपको इन संख्याओं को दोगुना करने की आवश्यकता है ताकि इस तथ्य को ध्यान में रखा जा सके कि दो एसिटाइल सीओए प्रवेश करते हैं क्रेब्स चक्र ग्लाइकोलाइसिस में प्रवेश करने वाले ग्लूकोज के प्रति अणु।
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला: इन प्रतिक्रियाओं में, जो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर होते हैं, उपरोक्त इलेक्ट्रॉन वाहक से हाइड्रोजन परमाणु (इलेक्ट्रॉन) एटीपी के एक बड़े सौदे के संश्लेषण को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले उनके वाहक अणुओं को छीन लिया जाता है, लगभग 32 से 34 प्रति "अपस्ट्रीम" ग्लूकोज अणु