Glikoliza je prvi korak koji sve žive stanice koriste za izdvajanje energije iz molekule hranjive tvari (u ovom slučaju, glukoza, šećer od šest ugljika). U nekim ćelijama, osobito onim od prokarioti, to je ujedno i posljednji korak, jer ove stanice nisu u potpunosti sposobne provoditi stanično disanje (glikoliza plus aerobne reakcije koje slijede kod eukariota).
Glikoliza odvija se u citoplazmi stanica i rezultira neto dobitkom od dva ATP (adenozin trifosfat, nukleotid koji stanice koriste za svoje energetske potrebe).
Svega postoji 10 koraka glikolize, ali ne trebate pamtiti svih 10 i pripadajuće enzime kako biste imali čvrsto razumijevanje puta u cjelini. Važnije od poznavanja niza reakcija doslovno je svjesnost reaktanata, produkata i uvjeta pod kojima se glikoliza odvija.
Glikoliza vs. Stanično disanje
Pitanje: Koji su od sljedećih proizvoda od stanično disanje?
A. Glukoza; B. Piruvat; C. Ugljični dioksid; D. Acetil CoA
Odgovor je C, samo ugljični dioksid. Glukoza je reaktant stanično disanje
(i glikolize, prvi korak), dok su ostali međuprodukti na putu od dobivanja ukupno 36 do 38 ATP iz glukoze sve dok je prisutan kisik. Piruvat je proizvod od glikoliza; Acetil CoA izrađen je od piruvata u mitohondrijima, gdje zatim ulazi u Krebsov ciklus.Reaktanti glikolize
Glukoza, s formulom C6H12O6, u svom središtu ima šest-atomski heksagonalni prsten koji uključuje pet ugljika i atom kisika. Na početku glikolize jedini je reaktant u smjesi. Međutim, usput su potrebne fosfatne skupine za korake fosforilacije (tj. Dodavanje fosfatnih skupina derivatima glukoze.
Uz to, za reakcije je potreban unos dvije molekule NAD+, koji se tijekom glikolize pretvara u hidrogenirani (reducirani) oblik.
Početni koraci glikolize: faza ulaganja
Glukoza se fosforilira kad uđe u stanicu difuzijom kroz plazemsku membranu. Zatim se preuređuje u derivat fruktoze, a zatim drugi put fosforilira dajući prinos fruktoza-1,6-bifosfat. Ove dvije reakcije fosforilacije zahtijevaju unos dva ATP, koji se hidroliziraju u ADP (adenozin difosfat) da bi se to moglo dogoditi.
Na kraju ove faze molekula od šest ugljika podijeljena je u par molekula s tri ugljika. Stoga reaktante i proizvode u svakom koraku navedenom od ove točke dalje treba udvostručiti kako bi se održalo pravilno računovodstvo glikolize u cjelini.
Posljednji koraci glikolize: faza povratka
S drugim dijelom glikolize u tijeku, dvije molekule od tri ugljika od gliceraldehid-3-fosfat pretvaraju se u piruvat (C3H4O3) u nizu koraka. Sve to uključuje preslagivanja, a jedno od njih uključuje i drugo fosforilacija korak.
Također u fazi povratka, dvije molekule NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotid, nosač elektrona potreban kasnije u reakcijama aerobnog disanja) transformiraju se u dva NADH i dva H+ (vodikov ion).
Na kraju se dvije fosfatne skupine na svakoj od dvije molekule s tri ugljika koriste za stvaranje ATP, što znači da se u ovoj fazi generiraju četiri ATP. Oduzimanjem dva ATP-a potrebna u fazi ulaganja, jasno je da ukupno dva ATP su izvedena iz jedne molekule glukoze tijekom glikolize.
Proizvodi glikolize
Kompletna (neto) reakcija glikolize različito je navedena u različitim izvorima, ali ovi razlike su stvar odluke autora hoće li uključiti određene međuprodukte kao dio neto reakcija. Jedan točan prikaz je
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Ovdje je Pi anorganski fosfat, dobiven gore spomenutom hidrolizom ATP.
Kamo odlaze proizvodi za glikolizu?
Piruvat zatim ulazi u mitohondriji, gdje se pretvara u acetil CoA. Ova molekula ulazi u Krebsov ciklus aerobnog disanja i u konačnici, nakon reakcija lanac za transport elektrona, 36 do 38 ATP stvara se iz molekule glukoze u procesu staničnog disanja, uključujući dva ATP iz glikolize.