גליקוליזה הוא תהליך המייצר אנרגיה ללא נוכחות חמצן. זה קורה בכל התאים החיים, מהפרוקריוטים החד תאיים הפשוטים ביותר ועד לבעלי החיים הגדולים והכבדים ביותר. כל מה שצריך בשביל גליקוליזה לקרות הוא גלוקוז, סוכר בעל שש פחמן עם הנוסחה C6ה12או6, והציטופלזמה של תא עם צפיפותו העשירה של אנזימים גליקוליטיים (חלבונים מיוחדים המזרזים תגובות ביוכימיות ספציפיות).
ב פרוקריוטיםלאחר סיום הגליקוליזה, התא הגיע למגבלת ייצור האנרגיה שלו. ב אקריוטים, עם זאת, שיש להם מיטוכונדריה ולכן הם מסוגלים להשלים את הנשימה התאית למסקנה שלה, פירובט עשה בגליקוליזה מעובד עוד באופן שבסופו של דבר מניב יותר מפי 15 יותר אנרגיה מאשר גליקוליזה בלבד עושה.
גליקוליזה, מסוכם
לאחר שמולקולת גלוקוז נכנסת לתא, יש לה מיד קבוצת פוספט המחוברת לאחד הפחמנים. לאחר מכן הוא סודר מחדש למולקולה פרוקטוזית זרחנית, סוכר נוסף בעל שישה פחמן. לאחר מכן מולקולה זו מזרחת שוב. צעדים אלה דורשים השקעה של שני ATP.
לאחר מכן, מולקולת שש הפחמן מחולקת לזוג מולקולות שלוש פחמן, שלכל אחת מהן פוספט משלה. כל אחד מאלה זרחן שוב, ומניב שתי מולקולות זהות כפולות זרחן. כמו אלה מומרים פירובט (ג3ה4או3), ארבעת הפוספטים משמשים ליצירת ארבעה ATP, עבור a רווח נקי של שני ATP מגליקוליזה.
תוצרי הגליקוליזה
בנוכחות חמצן, כפי שתראו בקרוב, התוצר הסופי של הגליקוליזה הוא 36 עד 38 מולקולות של ATP, עם מים ופחמן דו חמצני שאבדו לסביבה בשלושת שלבי הנשימה התאית לאחר הגליקוליזה.
אך אם תתבקש לרשום את מוצרי הגליקוליזה, נקודת עצירה, התשובה היא שתי מולקולות של פירובט, שתי NADH ושתי ATP.
התגובות האירוביות של הנשימה התאית
באיקריוטים עם אספקת חמצן מספקת, פירובט המיוצר בגליקוליזה עושה את דרכו המיטוכונדריה, שם היא עוברת סדרה של טרנספורמציות שמניבות בסופו של דבר עושר של ATP.
תגובת המעבר: שני פירובטים תלת-פחמניים מומרים לצמד מולקולות דו-פחמיות של אצטיל קואנזים A (אצטיל CoA), שהוא משתתף מרכזי בשלל תגובות מטבוליות. התוצאה היא אובדן של זוג פחמנים בצורת פחמן דו חמצני, או שיתוף2 (מוצר פסולת בבני אדם ומקור מזון לצמחים).
מחזור קרבס: CoA אצטיל משלב כעת מולקולת ארבע פחמן הנקראת oxaloacetate כדי לייצר את מולקולת שש הפחמן oxaloacetate. בסדרת הצעדים המניבים את נושאי האלקטרונים NADH ו- FADH2 יחד עם כמות אנרגיה קטנה (שתי ATP לכל מולקולת גלוקוז במעלה הזרם), ציטראט מומר חזרה לאוקסאלואצטט. סה"כ ארבעה CO2 ניתנים לאיכות הסביבה מחזור קרבס.
שרשרת הובלת האלקטרונים (ETC): על קרום המיטוכונדריה, האלקטרונים מ- NADH ו- FADH2 משמשים למנף את הזרחון של ADP כדי להניב ATP, עם O2 (חמצן מולקולרי) כמקבל האלקטרונים הסופי. זה מייצר 32 עד 34 ATP, ואת O2 מומר למים (ח2O).
נדרש חמצן בכדי לנהל נשימה תאית: נכון או לא נכון?
אמנם לא בדיוק שאלה טריקית, אבל זו שאלה דורשת פירוט מסוים של גבולות השאלה. גליקוליזה בלבד אינו בהכרח חלק מנשימה תאית, כמו בפרוקריוטים. אך באורגניזמים שעושים שימוש בנשימה אירובית, וכך מבצעים נשימה תאית מההתחלה ועד הסוף, הגליקוליזה היא הצעד הראשון בתהליך והכרחי.
אם שאלו אותך אם יש צורך בחמצן בכל שלב של נשימה תאית, התשובה היא לא. אבל אם שואלים אותך אם נשימה תאית כפי שהוא מוגדר בדרך כלל דורש חמצן כדי להמשיך, התשובה היא כן מובהק.