Bagaimana Glikolisis Terjadi?

Glikolisis adalah proses biokimia universal yang mengubah nutrisi (gula enam karbon glukosa) menjadi energi yang dapat digunakan (ATP, atau adenosin trifosfat). Glikolisis terjadi di sitoplasma semua sel hidup, terus mengalir oleh enzim glikolitik spesifik.

Sementara hasil energi glikolisis, molekul demi molekul, jauh lebih sedikit daripada yang diperoleh dari respirasi aerobik – dua ATP per molekul glukosa dikonsumsi untuk glikolisis saja vs. 36 hingga 38 untuk semua reaksi respirasi seluler yang digabungkan – bagaimanapun, ini adalah salah satu reaksi alam yang paling banyak ditemukan dan ada di mana-mana. proses yang dapat diandalkan dalam arti bahwa semua sel menggunakannya, bahkan jika tidak semua dari mereka hanya dapat mengandalkannya untuk energi mereka kebutuhan.

Glikolisis adalah proses anaerobik, artinya tidak memerlukan oksigen. Berhati-hatilah untuk tidak membingungkan "anaerobik" dengan "hanya terjadi pada organisme anaerob." Glikolisis terjadi di sitoplasma sel prokariotik dan eukariotik.

Ini dimulai ketika glukosa, yang memiliki rumus C₆H₁₂HAI₆ dan massa molekul 180.156 gram, berdifusi ke dalam sel melalui membran plasma menuruni gradien konsentrasinya.

Ketika ini terjadi, karbon glukosa nomor enam, yang berada di luar cincin heksagonal utama molekul, segera menjadi terfosforilasi (yaitu, memiliki gugus fosfat yang melekat padanya). Fosforilasi glukosa membuat molekul glukosa-6-fosfat (G6P) secara elektrik negatif dan dengan demikian menjebaknya di dalam sel.

Setelah sembilan reaksi dan investasi energi, produk glikolisis muncul: dua molekul piruvat (C₃H₈HAI₆) ditambah sepasang ion hidrogen dan dua molekul NADH, "pembawa elektron" yang penting dalam reaksi "hilir" respirasi aerobik, yang terjadi di mitokondria.

Persamaan bersih untuk reaksi glikolisis dapat ditulis sebagai berikut:

C₆H₁₂HAI₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄HAI₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Di sini, Pi mewakili fosfat bebas dan ADP singkatan dari adenosin difosfat, nukleotida yang berfungsi sebagai prekursor langsung sebagian besar ATP dalam tubuh.

Setelah G6P terbentuk pada langkah pertama glikolisis di bawah arahan enzim heksokinase, molekul diatur ulang tanpa kehilangan atau penambahan atom menjadi fruktosa-6-fosfat, turunan gula lainnya. Kemudian, molekul tersebut kembali terfosforilasi, kali ini pada karbon nomor-1. Hasilnya adalah fruktosa-1,6-bifosfat (FBP), gula terfosforilasi ganda.

Sementara langkah ini membutuhkan sepasang ATP sebagai sumber fosforilasi yang terjadi di sini, ini tidak ditunjukkan pada gambar persamaan glikolisis keseluruhan karena mereka dibatalkan oleh dua dari empat ATP yang dihasilkan di bagian kedua glikolisis. Jadi produksi bersih dua ATP benar-benar berarti "pembelian" awal dari dua ATP untuk menghasilkan empat ATP semuanya pada akhir proses.

FBP enam karbon, terfosforilasi ganda dipecah menjadi sepasang tiga karbon, molekul terfosforilasi tunggal, salah satunya dengan cepat mengatur ulang dirinya menjadi yang lain. Jadi bagian kedua dari glikolisis dimulai dengan produksi sepasang molekul gliseraldehida-3-fosfat (GA3P).

Yang penting, segala sesuatu yang terjadi dari titik ini ke depan digandakan sehubungan dengan reaksi keseluruhan. Jadi karena setiap molekul GA3P secara sistematis disusun ulang menjadi piruvat sementara menghasilkan produksi dua ATP dan satu NAD, penghitungan totalnya meningkat dua kali lipat. Pada akhir glikolisis, dua piruvat siap untuk dikirim ke mitokondria selama oksigen ada.

• Jika oksigen terbatas, seperti selama latihan intens, fermentasi terjadi. Piruvat diubah menjadi laktat, yang menghasilkan cukup NAD+ untuk memungkinkan glikolisis berlanjut.