glicolisi è il primo passo utilizzato da tutte le cellule viventi per estrarre energia da una molecola nutritiva (in questo caso, glucosio, uno zucchero a sei atomi di carbonio). In alcune cellule, in particolare quelle di procarioti, è anche l'ultimo passaggio, in quanto queste cellule non sono attrezzate per svolgere la respirazione cellulare (glicolisi più le reazioni aerobiche che seguono negli eucarioti) nella sua interezza.
glicolisi avviene nel citoplasma delle cellule e determina un guadagno netto di due ATP (adenosina trifosato, il nucleotide utilizzato dalle cellule per il proprio fabbisogno energetico).
Ci sono 10 passaggi di glicolisi in tutto, ma non è necessario memorizzare tutti e 10 gli enzimi associati per avere una solida comprensione del percorso nel suo insieme. Più importante della conoscenza letterale della serie di reazioni è conoscere i reagenti, i prodotti e le condizioni in cui si svolge la glicolisi.
Glicolisi vs. Respirazione cellulare
Domanda: Quali delle seguenti sono prodotti di respirazione cellulare?
UN. Glucosio; B. piruvato; c. Diossido di carbonio; d. Acetil-CoA
La risposta è C, solo anidride carbonica. Il glucosio è un reagente di respirazione cellulare (e della glicolisi, il primo passaggio), mentre gli altri sono intermedi lungo il percorso dal derivare un totale di 36-38 ATP dal glucosio purché sia presente l'ossigeno. Il piruvato è un prodotto di glicolisi; L'acetil CoA è costituito da piruvato nei mitocondri, dove entra poi nel ciclo di Krebs.
Reagenti di glicolisi
Glucosio, con la formula C6H12oh6, ha al centro un anello esagonale di sei atomi che include cinque atomi di carbonio e un atomo di ossigeno. All'inizio della glicolisi, è l'unico reagente nella miscela. Lungo la strada, tuttavia, sono necessari gruppi fosfato per le fasi di fosforilazione (cioè l'aggiunta di gruppi fosfato ai derivati del glucosio.
Inoltre, le reazioni richiedono un input di due molecole di NAD+, che viene convertito nella sua forma idrogenata (ridotta) durante la glicolisi.
Le fasi iniziali della glicolisi: fase di investimento
Il glucosio viene fosforilato quando entra in una cellula per diffusione attraverso la membrana plasmatica. Viene quindi riarrangiato in un derivato del fruttosio e quindi fosforilato una seconda volta per produrre fruttosio-1,6-bifosfato. Queste due reazioni di fosforilazione richiedono l'ingresso di due ATP, che viene idrolizzato ad ADP (adenosina difosfato) per consentire che ciò accada.
Al termine di questa fase, la molecola a sei atomi di carbonio viene scissa in una coppia di molecole a tre atomi di carbonio. Pertanto i reagenti e i prodotti in ogni fase elencata da questo punto in poi devono essere raddoppiati per mantenere una corretta contabilità della glicolisi nel suo insieme.
Le fasi finali della glicolisi: fase di ritorno
Con la seconda parte della glicolisi in corso, due molecole a tre atomi di carbonio di gliceraldeide-3-fosfato si trasformano in piruvato (C3H4oh3) in una serie di passaggi. Questi comportano tutti dei riarrangiamenti, e uno di essi ne implica un altro ancora fosforilazione passo.
Anche nella fase di ritorno, due molecole di NAD+ (nicotinammide adenina dinucleotide, un trasportatore di elettroni necessario successivamente nelle reazioni della respirazione aerobica) si trasformano in due NADH e due H+ (uno ione idrogeno).
Alla fine, i due gruppi fosfato su ciascuna delle due molecole a tre atomi di carbonio vengono utilizzati per produrre ATP, il che significa che in questa fase vengono generati quattro ATP. Sottraendo i due ATP necessari in fase di investimento, risulta evidente che un totale di due ATP sono derivati da una molecola di glucosio durante la glicolisi.
Prodotti della glicolisi
La reazione completa (netta) della glicolisi è elencata in modo diverso in diverse fonti, ma queste le differenze sono una questione di decisione dell'autore se includere determinati intermedi come parte del reazione netta. Una rappresentazione accurata è
C6H12oh6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4oh6 + 2 ATP + 2 H+ + 2 NADH
Qui, Pi è fosfato inorganico, derivato dalla suddetta idrolisi dell'ATP.
Dove vanno a finire i prodotti di glicolisi?
Il piruvato poi entra nel mitocondri, dove viene convertito in acetil CoA. Questa molecola entra nel ciclo di Krebs della respirazione aerobica e, infine, dopo le reazioni del catena di trasporto degli elettroni, Da 36 a 38 ATP sono generati da una molecola di glucosio nel processo di respirazione cellulare, compresi i due ATP della glicolisi.