Apa Hasil Akhir Glikolisis?

Cara sel-sel makhluk hidup mengekstrak energi dari ikatan dalam molekul organik bergantung pada jenis organisme yang dipelajari.

Prokariota (domain Bakteri dan Archaea) terbatas pada respirasi anaerob karena mereka tidak dapat menggunakan oksigen. Eukariota (domain Eukariota, yang mencakup hewan, tumbuhan, protisi, dan jamur) memang memasukkan oksigen ke dalam proses metabolisme dan sebagai hasilnya dapat memperoleh jauh lebih banyak adenosin trifosfat (ATP) per molekul bahan bakar yang memasuki sistem.

Semua sel, bagaimanapun, menggunakan rangkaian sepuluh langkah reaksi yang secara kolektif dikenal sebagai glikolisis. Pada prokariota, ini biasanya satu-satunya cara untuk mendapatkan ATP, yang disebut "mata uang energi" dari semua sel.

Pada eukariota, ini adalah langkah pertama dalam respirasi seluler, yang juga mencakup dua jalur aerobik: Siklus Krebs dan rantai transpor elektron.

Produk akhir gabungan dari glikolisis adalah dua molekul piruvat per molekul glukosa yang memasuki proses, ditambah dua molekul ATP dan dua NADH, yang disebut pembawa elektron berenergi tinggi.

Reaksi bersih lengkap glikolisis adalah:

C₆H₁₂HAI₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C=O)COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

Label "bersih" sangat penting di sini, karena pada kenyataannya, dibutuhkan dua ATP di bagian pertama glikolisis untuk menciptakan kondisi yang diperlukan untuk bagian kedua, di mana empat ATP dihasilkan untuk membawa neraca keseluruhan ke plus-dua di kolom ATP.

Setiap langkah dalam glikolisis dikatalisis oleh enzim tertentu, seperti yang biasa terjadi pada semua reaksi metabolisme seluler. Tidak hanya setiap reaksi dipengaruhi oleh suatu enzim, tetapi setiap enzim yang terlibat bersifat spesifik untuk reaksi yang bersangkutan. Oleh karena itu, ada hubungan satu-ke-satu reaktan-enzim di tempat.

Glikolisis biasanya dibagi menjadi dua fase yang menunjukkan aliran energi yang terlibat.

Fase investasi: Empat reaksi pertama glikolisis meliputi fosforilasi glukosa setelah memasuki sitoplasma sel; penataan ulang molekul ini menjadi gula enam karbon lainnya (fruktosa); fosforilasi molekul ini pada karbon yang berbeda untuk menghasilkan senyawa dengan dua gugus fosfat; pemecahan molekul ini menjadi sepasang zat antara tiga karbon, masing-masing dengan gugus fosfatnya sendiri yang terikat.

Fase pembayaran: Salah satu dari dua senyawa tiga karbon yang mengandung fosfat yang dibuat dalam pemecahan fruktosa-1,6-bifosfat, dihidroksiaseton fosfat (DHAP), adalah dikonversi ke yang lain, gliseraldehida-3-fosfat (G3P), yang berarti bahwa dua molekul G3P ada pada tahap ini untuk setiap molekul glukosa yang masuk glikolisis.

Selanjutnya, molekul-molekul ini difosforilasi, dan dalam beberapa langkah berikutnya, fosfat dikupas dan digunakan untuk membuat ATP karena molekul tiga karbon disusun ulang menjadi piruvat. Sepanjang jalan, dua NADH dihasilkan dari NAD⁺, satu per molekul tiga karbon.

Dengan demikian, reaksi bersih di atas terpenuhi dan Anda sekarang dapat dengan yakin menjawab pertanyaan, "Pada akhir glikolisis, molekul mana yang diperoleh?"

Dengan adanya oksigen dalam sel eukariotik, piruvat dipindahkan ke organel yang disebut mitokondria, yang semuanya tentang pernapasan aerobik. Piruvat dipisahkan dari karbon, yang keluar dari proses dalam bentuk produk limbah karbon dioksida (CO₂), dan tertinggal sebagai aktetil koenzim A.

Siklus Krebs: Dalam matriks mitokondria, asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat senyawa empat karbon untuk menghasilkan sitrat molekul enam karbon. Molekul ini dikupas kembali menjadi oksaloasetat, dengan hilangnya dua CO₂ dan perolehan satu ATP, tiga NADH dan satu FADH₂ (pembawa elektron lain) per putaran siklus.

Ini berarti Anda perlu menggandakan angka-angka ini untuk memperhitungkan fakta bahwa dua asetil KoA memasuki Siklus Krebs per molekul glukosa yang memasuki glikolisis.

Rantai transpor elektron: Dalam reaksi ini, yang terjadi pada membran mitokondria, atom hidrogen (elektron) dari pembawa elektron yang disebutkan di atas dilepaskan dari molekul pembawanya yang digunakan untuk mendorong sintesis banyak ATP, sekitar 32 hingga 34 per glukosa "hulu" molekul.