מהי התוצאה הסופית של הגליקוליזה?

האמצעים שבהם תאי היצור החי מוציאים אנרגיה מהקשרים במולקולות אורגניות תלויים בסוג האורגניזם הנחקר.

פרוקריוטים (תחומי החיידקים והארכאה) מוגבלים לנשימה אנאירובית מכיוון שהם אינם יכולים לעשות שימוש בחמצן. אוקריוטים (התחום Eukaryota, שכולל בעלי חיים, צמחים, מחלות ופטריות) אכן משלב חמצן בתוכם תהליכים מטבוליים וכתוצאה מכך יכולים להשיג הרבה יותר אדנוזין טריפוספט (ATP) לכל מולקולת דלק הנכנסת מערכת.

אולם כל התאים עושים שימוש בסדרת התגובות בת עשרה השלבים המכונה באופן קולקטיבי גליקוליזה. בפרוקריוטים זה בדרך כלל האמצעי היחיד להשגת ATP, מה שמכונה "מטבע האנרגיה" של כל התאים.

באיקריוטים זהו הצעד הראשון בנשימה התאית, הכולל גם שני מסלולים אירוביים: מחזור קרבס וה שרשרת העברת אלקטרונים.

התוצר הסופי המשולב של הגליקוליזה הוא שתי מולקולות פירובט לכל מולקולה של גלוקוז הנכנסות לתהליך, בתוספת שתי מולקולות של ATP ושתיים של NADH, מה שמכונה נושא אלקטרונים בעל אנרגיה גבוהה.

התגובה נטו המלאה של הגליקוליזה היא:

ג₆ה₁₂או₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

התווית "נטו" קריטית כאן, מכיוון שבמציאות,

כל שלב בגליקוליזה מזרז אנזים מסוים, כמקובל בכל התגובות המטבוליות הסלולריות. לא רק שכל תגובה מושפעת מאנזים, אלא שכל אנזים המעורב הוא ספציפי לתגובה המדוברת. לפיכך, קיים קשר מגיב-אנזים אחד לאחד.

גליקוליזה מחולק בדרך כלל לשני שלבים המצביעים על זרימת האנרגיה המעורבת.

שלב ההשקעה: ארבע התגובות הראשונות של הגליקוליזה כוללות זרחון של גלוקוז לאחר שהוא נכנס לציטופלזמה של התא; סידורה מחדש של מולקולה זו לסוכר נוסף בעל שש פחמן (פרוקטוז); הזרחון של מולקולה זו בפחמן שונה כדי לייצר תרכובת עם שתי קבוצות פוספט; פיצול המולקולה הזו לצמד ביניים עם שלושה פחמן, כל אחד עם קבוצת פוספט משלו.

שלב התמורה: אחת משתי התרכובות הנושאות פוספט בעלות שלוש פחמן שנוצרו בפיצול פרוקטוז -1,6-ביספוספט, פוספט דיהידרוקסי אצטון (DHAP), היא המרה לשני, גליצראלדהיד -3 פוספט (G3P), כלומר שתי מולקולות של G3P קיימות בשלב זה לכל מולקולת גלוקוז שנכנסת גליקוליזה.

לאחר מכן, מולקולות אלה עוברות זרחן, ובשלבים הבאים הבאים מקליפים את הפוספטים ומשמשים ליצירת ATP כאשר מולקולות שלוש הפחמן מסודרות מחדש לפירובט. בדרך, שני NADH נוצרים מ- NAD⁺, אחת לכל מולקולת שלוש פחמן.

כך התגובה נטו לעיל מרוצה וכעת תוכלו לענות בביטחון על השאלה, "בסוף הגליקוליזה, אילו מולקולות מתקבלות?"

בנוכחות חמצן בתאים אוקריוטיים, פירובט מועבר לאברונים הנקראים מיטוכונדריה, שכולם נשימה אירובית. פירובט מנוטרל מפחמן היוצא מהתהליך בצורת תוצרי הפסולת פחמן דו חמצני (CO₂), ונשאר מאחור כקואנזים אקטטיל א.

מחזור קרבס: במטריקס המיטוכונדריאלי, CoA אצטיל משלב עם תרכובת ארבע פחמן oxaloacetate כדי להניב את ציטראט מולקולת שש פחמן. מולקולה זו מחולקת לאוקסאלואצטט, עם אובדן של שני CO₂ והרווח של ATP אחד, שלושה NADH ו- FADH אחד₂ (נושא אלקטרונים אחר) לכל סיבוב במחזור.

פירוש הדבר שעליך להכפיל את המספרים הללו כדי להסביר את העובדה ששני אצטיל CoA נכנסים ל- מחזור קרבס למולקולה של גלוקוז הנכנס לגליקוליזה.

שרשרת העברת אלקטרונים: בתגובות אלה, המתרחשות על קרום המיטוכונדריה, אטומי המימן (אלקטרונים) ממובילי האלקטרונים הנ"ל. מופשטים ממולקולות הנשא שלהם המשמשות להנעת סינתזה של הרבה מאוד ATP, בערך 32 עד 34 לכל גלוקוז "במעלה הזרם" מולקולה.