Glikolízis az első lépés, amelyet az összes élő sejt felhasznál egy energia kivonására egy tápanyagmolekulából (ebben az esetben szőlőcukor, egy hatszénes cukor). Egyes sejtekben, nevezetesen a prokarióták, ez egyben az utolsó lépés is, mivel ezek a sejtek nem alkalmasak a sejtlégzés (glikolízis plusz az eukariótákban következő aerob reakciók) teljes végrehajtására.
Glikolízis a sejtek citoplazmájában zajlik, és két ATP nettó nyereségét eredményezi (adenozin-trifosát, a sejtek energiaigényéhez használt nukleotid).
Összesen 10 glikolízis-lépés van, de nem kell megjegyeznie mind a 10-et és a hozzájuk tartozó enzimeket, hogy szilárdan megértse az út egészét. A szóban forgó reakciósorozat ismereténél fontosabb, hogy tisztában legyünk a reagensekkel, a termékekkel és a glikolízis kibontakozásának körülményeivel.
Glikolízis vs. Sejtlégzés
Kérdés: Az alábbiak közül melyek Termékek nak,-nek sejtlégzés?
A. Szőlőcukor; B. Piruvát; C. Szén-dioxid; D. Acetil CoA
A válasz C, csak szén-dioxid. A glükóz a sejtlégzés
A glikolízis reagensei
Glükóz, képlettel C6H12O6, középpontjában hatatomos hatszögletű gyűrű található, amely öt szénatomot és egy oxigénatomot tartalmaz. A glikolízis kezdetén ez az egyetlen reagens a keverékben. Útközben azonban foszfátcsoportokra van szükség a foszforilezési lépésekhez (vagyis a foszfátcsoportok hozzáadásához a glükózszármazékokhoz.
Ezenkívül a reakciókhoz két molekula bemenete szükséges NAD+, amely a glikolízis során hidrogénezett (redukált) formájává alakul.
A glikolízis kezdeti lépései: befektetési szakasz
A glükóz foszforilálódik, amikor a plazmamembránon keresztül diffúzióval jut be egy sejtbe. Ezután átrendezzük fruktózszármazékká, majd másodszor foszforilezzük a hozamot fruktóz-1,6-bifoszfát. Ez a két foszforilezési reakció két ATP bevitelét igényli, amelyet ADP-vé (adenozin-difoszfát) hidrolizálnak, hogy ez bekövetkezhessen.
Ennek a fázisnak a végén a hat szénatomot tartalmazó molekula három szénatomra oszlik. Ezért a reaktánsokat és a termékeket minden lépésben meg kell duplázni, hogy az egész glikolízist megfelelő módon számolják el.
A glikolízis utolsó lépései: visszatérési fázis
A glikolízis második részével két három szénatomos molekula glicerinaldehid-3-foszfát átalakulnak piruvát (C3H4O3) lépések sorozatában. Ezek mind átrendeződésekkel járnak, és egyikük még egy másikat is magában foglal foszforilezés lépés.
A visszatérő fázisban is két NAD-molekula+ (a nikotinamid-adenin-dinukleotidot, az aerob légzés reakcióiban később szükséges elektronhordozót) két NADH és két H+ (hidrogénion).
Végül a két három szénatomos molekula két foszfátcsoportját felhasználják ATP előállítására, vagyis ebben a fázisban négy ATP keletkezik. Kivonva a beruházási szakaszban szükséges két ATP-t, egyértelmű, hogy összesen két ATP származik egy glükózmolekulából a glikolízis során.
A glikolízis termékei
A glikolízis teljes (nettó) reakcióját a különböző források eltérően sorolják fel, de ezek a különbségek a szerző döntésének kérdése, hogy bizonyos köztitermékeket bevonnak-e a nettó reakció. Az egyik pontos ábrázolás az
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Itt Pi szervetlen foszfát, amely az ATP fent említett hidrolíziséből származik.
Hová tűnnek a glikolízis termékek?
Ezután a piruvát belép a mitokondrium, ahol acetil-CoA-vá alakul. Ez a molekula belép a Krebs aerob légzés ciklusába, és végül a elektronszállító lánc, 36-38 ATP keletkezik egy glükózmolekulából a sejtlégzés során, beleértve a glikolízisből származó két ATP-t.