Glikoliza je metaboličko disanje glukoze šećera u 10 koraka. Svrha glikolize je dobivanje kemijske energije koju ćelija koristi. Znanstvenici smatraju glikolizu drevnim putovima disanja jer se ona može dogoditi u odsutnosti kisika, što je kako bi moglo omogućiti opstanak primitivnih anaerobnih bakterija koje su prethodile Zemljinom kisiku atmosfera.
Glikoliza zahtijeva određene sastojke za rad. Ulazi glikolize uključuju živu stanicu, enzime, glukozu i molekule za prijenos energije nikotinamid adenin dinukleotid (NAD +) i adenozin trifosfat (ATP).
Pročitajte više o tome što je glikoliza.
Koja je svrha glikolize?
Glikoliza se koristi i prisutna je u gotovo svakom živom organizmu na Zemlji. Vjeruje se da je ovo jedan od prvih metaboličkih putova koji su se pojavili na zemlji, jer mu nije potreban kisik, koji u ranoj atmosferi nije bio lako dostupan.
Glikoliza je prvi korak u metaboličkim putovima mnogih organizama koji uzima šećer i pretvara ga u korisnu staničnu energiju. Korištenjem kombinacije svih ulaznih sastojaka glikolize, ovaj postupak pretvara jedan šećer od 6 ugljika u 2 molekule piruvata, 2 ATP i 2 NADH, sve od kojih se zatim koriste u daljnjim metaboličkim putovima poput Krebovog ciklusa, fermentacije, oksidativne fosforilacije i / ili stanične disanje.
Pročitajte više o krajnjem rezultatu glikolize.
Šećerasti šećer
Osnovni input za glikolizu je šećer. Obično se koristi šećer glukoza, ali enzimi mogu pretvoriti druge šećere sa šest ugljika, poput galaktoze i fruktoze, u međuprodukte koji ulaze u put glikolize nizvodno od početne točke za glukoza.
Biljke i drugi autotrofi stvaraju glukozu tijekom fotosinteze koristeći sunčevu energiju i ugljični dioksid. Heterotrofi moraju unositi šećer jedući biljke, autotrofe i druge izvore hrane. Šećer je dostupan u širokoj paleti hrane izravno ili u obliku škroba i celuloze koji se razgrađuju u glukozu. Glukoza se otapa u vodi i uz pomoć enzima može se lako transportirati u ili iz stanice, ovisno o njenim relativnim koncentracijama s obje strane stanične membrane.
Enzimi
Enzimi su proteini koji djeluju kao katalizatori biokemijskih reakcija. Enzimi smanjuju energiju potrebnu za pokretanje reakcije, a da ih proces ne potroši. Enzimi transportera glukoze pomažu stanicama da uvezu glukozu.
Prvi enzim na putu glikolize je heksokinaza, koja pretvara glukozu u glukoza-6-fosfat (G6P). Ovaj prvi korak iscrpljuje koncentraciju glukoze u stanici, pomažući tako da dodatna glukoza difundira u stanicu. Proizvod G6P ne difundira lako iz stanice, pa heksokinaza zapravo blokira molekulu glukoze za upotrebu u stanici. U glikolizi sudjeluje još devet enzima s po jednim koji se koristi u svakom koraku postupka.
ATP
ATP je koenzim koji pohranjuje, transportira i oslobađa kemijsku energiju unutar stanica. Molekula ATP sadrži tri fosfatne skupine, od kojih je svaka zadržana visokoenergetskom vezom. ATP daje kemijsku energiju kada enzimi uklanjaju jednu ili više fosfatnih skupina. U obrnutoj reakciji, enzimi koriste energiju kada dodaju fosfate prethodnicima, što rezultira proizvodnjom ATP.
Za glikolizu su potrebne dvije ATP molekule, ali u posljednjem koraku nastaju četiri ATP-a, što daje neto prinos od dva ATP-a.
NAD +
NAD + je oksidirajući koenzim koji prihvaća elektrone i protone iz drugih molekula, stvarajući reducirani oblik NADH. U obrnutoj reakciji NADH djeluje kao redukcijsko sredstvo koje donira elektrone i protone kada se oksidira natrag u NAD +. NAD + i NADH koriste se u raznim biokemijskim putovima, uključujući glikolizu, kojima je potrebno oksidirajuće ili redukcijsko sredstvo.
Za glikolizu su potrebne dvije molekule NAD + po molekuli glukoze, što stvara dva NADH, kao i dva iona vodika i dvije molekule vode. Krajnji produkt glikolize je piruvat, koji stanica može dalje metabolizirati dajući veliku količinu dodatne energije.