Glikoliza je univerzalni biokemijski proces koji pretvara hranjivu tvar (šećer s šest ugljika glukoza) u korisnu energiju (ATP, ili adenozin trifosfat). Glikoliza se odvija u citoplazmi svih živih stanica, a neprestano teče navala specifičnih glikolitičkih enzima.
Iako je energetski prinos glikolize, molekula za molekulu, daleko manja od one koja se dobiva aerobnim disanjem - dva ATP po molekuli glukoze konzumiranoj samo za glikolizu vs. 36 do 38 za sve reakcije staničnog disanja zajedno - ipak je jedna od najprisutnijih i najprisutnijih u prirodi pouzdani procesi u smislu da ga koriste sve stanice, čak i ako se sve ne mogu pouzdati samo u to zbog svoje energije potrebe.
Reaktanti i proizvodi glikolize
Glikoliza je anaerobni proces, što znači da joj nije potreban kisik. Pazite da ne pobrkate "anaerobno" s "javlja se samo u anaerobnim organizmima". Glikoliza javlja se u citoplazmi i prokariontskih i eukariotskih stanica.
Počinje kada glukoza, koja ima formulu C6H12O6 i molekulske mase od 180,156 grama, difundira u stanicu kroz plazemsku membranu niz gradijent koncentracije.
Kad se to dogodi, glukoza-ugljik broj šest, koji se nalazi izvan primarnog heksagonalnog prstena molekule, odmah postaje fosforiliran (tj. Ima fosfatnu skupinu vezanu za njega). Fosforilacija glukoze čini molekulu glukoza-6-fosfat (G6P) električno negativnom i tako je zarobljava unutar stanice.
Nakon još devet reakcija i ulaganje energije, pojavljuju se produkti glikolize: dvije molekule piruvata (C3H8O6) plus par vodikovi ioni i dvije molekule NADH, "nosača elektrona" koji je presudan u "nizvodnim" reakcijama aerobnog disanja, koje se javljaju u mitohondrijima.
Jednadžba glikolize
Jednadžba mreže za reakcije glikolize može se zapisati ovako:
C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 ° C3H4O3 + 2 H+ + 2 NADH + 2 ATP
Ovdje Pi predstavlja slobodni fosfat i ADP označava adenozin difosfat, nukleotid koji služi kao izravni preteča većine ATP u tijelu.
Rana glikoliza: koraci
Nakon što se u prvom koraku glikolize formira G6P pod vodstvom enzima heksokinaza, molekula je preuređena bez gubitka ili dobitka atoma u fruktoza-6-fosfat, drugi derivat šećera. Zatim se molekula ponovno fosforilira, ovaj put na ugljiku broj 1. Rezultat je fruktoza-1,6-bifosfat (FBP), dvostruko fosforilirani šećer.
Iako je za ovaj korak potreban par ATP kao izvor fosforilacije koja se ovdje događa, oni nisu prikazani u ukupna jednadžba glikolize jer ih poništavaju dva od četiri ATP-a proizvedena u drugom dijelu glikoliza. Stoga neto proizvodnja dva ATP-a doista znači početni "ulazak" dva ATP-a kako bi se na kraju procesa proizvela četiri ATP-a.
Kasnija glikoliza: koraci
Šestougljični, dvostruko fosforilirani FBP podijeljen je u par od tri ugljika, pojedinačno fosforilirani molekuli, od kojih se jedna brzo preuređuje u drugu. Tako drugi dio glikolize započinje stvaranjem para molekula gliceraldehid-3-fosfata (GA3P).
Važno je da se sve što se događa od ove točke naprijed udvostručuje s obzirom na ukupnu reakciju. Dakle, kako se svaka molekula GA3P sustavno preuređuje u piruvat, što rezultira proizvodnjom dva ATP i NAD, ukupni zbroj poraste dvostruko. Na kraju glikolize, dva piruvata stoje spremna za slanje prema mitohondrijima sve dok je prisutan kisik.
- Ako je kisik ograničen, kao za vrijeme intenzivnog vježbanja, vrenje javlja se. Piruvat se pretvara u laktat, koji stvara dovoljno NAD + da omogući glikolizu da se nastavi.