Što je potrebno za početak glikolize?

Glikoliza je postupak dobivanja energije u obliku ATP (adenozin trifosfat) iz molekule šećera sa šest ugljika glukoze (C₆H₁₂O₆). Ova serija od deset reakcija brzog požara događa se u svim stanicama u prirodi. U jednostaničnim organizmima poput bakterija gotovo je uvijek jedini izvor stanične energije.

U višećelijskim organizmima kao što su životinje, biljke i gljive koji imaju staničnu opremu za korištenje kisika u svojim reakcijama, glikoliza je samo prvi korak staničnog disanja. Po molekuli glukoze proizvodi stanično disanje u cjelini 36 do 38 ATP, a sama glikoliza stvara samo dva ATP.

Nakon što se molekula glukoze kroz staničnu membranu difundira u stanicu, za nju je tijekom preuređenja vezan par fosfatnih skupina. Zatim se dijeli na dva dijela, a rezultirajuće identične molekule od tri ugljika na kraju postaju piruvat. Neto dobitak glikolize je dva ATP.

Na granuliranijoj razini, glikoliza je izdvajanje energije zadržane u vezama molekula glukoze korištenje te energije od strane stanice, pri čemu se trošak molekule glukoze razgrađuje u nešto drugo.

Deset različitih reakcija glikolize zahtijeva vlastitu specijaliziranu enzimi, koji su proteini koji uvelike ubrzavaju reakcije unutar stanica. Stanica može kontrolirati brzinu glikolize, a time i brzinu dostupnosti energije, čineći određene enzime dostupnijima ili manje dostupnima.

Na samom početku glikolize kao reaktant potrebna je samo glukoza, ali usput se moraju osigurati dva ATP-a kako bi se proces potisnuo do njegove središnje točke. Nakon što se molekula podijeli, postupak zahtijeva stalnu opskrbu NAD⁺ nastaviti.

Značajno je da kisik jest ne potrebna za glikolizu, a u njezinoj odsutnosti glikoliza se može održavati fermentacijom. Ovaj postupak pretvara piruvat u laktat i na taj način daje prijeko potrebni NAD⁺ do glikolize pretvaranjem NADH₂.

Kad glukoza uđe u stanicu, ona je fosforilirana (tj. Ima fosfat vezan enzimom). Zatim se preuređuje u drugi šećer od šest ugljika, fruktoza. Ova se molekula drugi put fosforilira na drugom atomu ugljika, kada je prva faza glikolize završena.

To se često naziva "investicijska faza" glikolize, jer iako je ukupni ishod opskrba energijom, stanica prvo mora pretrpjeti umjereni gubitak. Dva ATP-a potrebna za opskrbu fosfatima u ovoj fazi stoga su ulaganje, ali ono koje se uvijek isplati.

U početku tzv "faza povratka", molekula fruktoze sa šest ugljika, dvostruko fosforilirana, podijeljena je u dvije vrlo slične molekule s tri ugljika, svaka sa svojom fosfatnom skupinom; sve jedno brzo se pretvara u drugo, gliceraldehid-3-fosfat.

Sada identične molekule preuređuju se i fosforiliraju te ponovno nekoliko puta preuređuju u piruvat (C₃H₄O₃). U završnim reakcijama, za koje je potreban NAD⁺, molekule blizanci se u ime ATP-a odriču svojih fosfata, što znači da ova faza stvara četiri ATP-a. Tako glikoliza daje ukupno dva ATP nakon što se uračunaju dva "potrošena" ATP u prvoj fazi.

Na kraju, proizvodi glikolize su piruvat, NADH₂, dva oslobođena atoma vodika i ATP. Budući da je početni proizvod samo glukoza, a ATP se pojavljuje kasnije, ukupna jednadžba za glikolizu je:

C₆H₁₂O₆ + 2 ATP + 2 NAD + 2 C₃H₄O₃ + 4 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

Piruvat zatim nastavlja u mitohondrije za aerobno disanje ako je prisutno dovoljno kisika (što je kod ljudi većinu vremena), ali ostaje u citoplazmi za fermentaciju do laktata ako je razina kisika nedovoljna.