რა არის საჭირო გლიკოლიზის დასაწყებად?

გლიკოლიზი არის ენერგიის სახით მიღების პროცესი ATP (ადენოზინტრიფოსფატი) ექვსი ნახშირბადის შაქრის მოლეკულადან გლუკოზა (C₆ჰ₁₂ო₆). ათი სწრაფი ცეცხლის რეაქციის ეს სერია ბუნების ყველა უჯრედში გვხვდება. ერთუჯრედიან ორგანიზმებში, მაგალითად ბაქტერიებში, იგი თითქმის ყოველთვის არის უჯრედული ენერგიის ერთადერთი წყარო.

მრავალუჯრედიან ორგანიზმებში, როგორიცაა ცხოველები, მცენარეები და სოკოები, რომლებსაც აქვთ ფიჭური აპარატი ჟანგბადის გამოსაყენებლად რეაქციებში, გლიკოლიზი მხოლოდ უჯრედული სუნთქვის პირველი ეტაპია. გლუკოზის მოლეკულაზე, მთლიანობაში, ხდება უჯრედული სუნთქვის წარმოება 36-დან 38-მდე ATP, და მხოლოდ გლიკოლიზი აწარმოებს მხოლოდ ორ ATP- ს.

მას შემდეგ, რაც გლუკოზის მოლეკულა უჯრედული მემბრანის საშუალებით უჯრედში გადადის, მას გადაკეთების პროცესში მას ერთვის ფოსფატის წყვილი. შემდეგ ის ორად გაიყოფა და შედეგად იდენტურია სამ ნახშირბადის მოლეკულები პირუვატი. გლიკოლიზის წმინდა მოგება არის ორი ATP.

უფრო გრანულირებულ დონეზე, გლიკოლიზი არის ენერგიის მოპოვება, რომელიც ტარდება გლუკოზის მოლეკულების ობლიგაციებში უჯრედის მიერ ამ ენერგიის გამოყენება, რის შედეგადაც გლუკოზის მოლეკულა დაიშალა რაღაცით სხვაგან

გლიკოლიზის ათი განსხვავებული რეაქცია მოითხოვს საკუთარ სპეციალიზირებას ფერმენტები, რომლებიც ცილებია, რომლებიც მნიშვნელოვნად აჩქარებენ რეაქციებს უჯრედების შიგნით. უჯრედს შეუძლია გააკონტროლოს გლიკოლიზის სიჩქარე და, შესაბამისად, ენერგიის ხელმისაწვდომობის სიჩქარე, გარკვეული ფერმენტების უფრო ხელმისაწვდომი ან ნაკლებად ხელმისაწვდომი საშუალებით.

გლიკოლიზის დაწყებისთანავე საჭიროა მხოლოდ გლუკოზა, როგორც რეაქტივი, მაგრამ ამ გზაზე ორი ATP უნდა იყოს უზრუნველყოფილი, რომ პროცესი მის შუა წერტილამდე მიიყვანოს. მოლეკულის გაყოფის შემდეგ, პროცესი მოითხოვს სტაბილურ მიწოდებას NAD⁺ გაგრძელება.

აღსანიშნავია, რომ ჟანგბადი არის არა საჭიროა გლიკოლიზისთვის და მისი არარსებობის შემთხვევაში, გლიკოლიზის შენარჩუნება შესაძლებელია დუღილის გზით. ეს პროცესი პირუვატს ლაქტატად აქცევს და ამით საჭიროდ საჭირო NAD აწვდის⁺ გლიკოლიზამდე NADH გარდაქმნით₂.

როდესაც გლუკოზა შედის უჯრედში, იგი ფოსფორილირდება (ანუ აქვს ფოსფატი, რომელსაც ერთვის ფერმენტი). შემდეგ ხდება მისი გადანაწილება ექვს ნახშირბადოვან შაქარში, ფრუქტოზა. ეს მოლეკულა მეორედ ფოსფორირდება სხვადასხვა ნახშირბადის ატომში, ამ ეტაპზე გლიკოლიზის პირველი ფაზა დასრულებულია.

ამას ხშირად უწოდებენ "ინვესტიციის ეტაპი" გლიკოლიზის, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ საერთო შედეგია ენერგიის მომარაგება, უჯრედმა ჯერ ზომიერი დანაკარგი უნდა განიცადოს. ამ ფაზაში ფოსფატების უზრუნველსაყოფად საჭირო ორი ATP ინვესტიციაა, მაგრამ ის ყოველთვის კარგავს.

დასაწყისში ე.წ. "დაბრუნების ეტაპი" ექვსი ნახშირბადის, ორმაგად ფოსფორილირებული ფრუქტოზას მოლეკულა იყოფა ორ ძალიან ერთნაირ სამ ნახშირბადის მოლეკულად, თითოეულს აქვს საკუთარი ფოსფატის ჯგუფი; ყველა სწრაფად გარდაიქმნება მეორეში, გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატში.

ახლა იდენტურია მოლეკულების განლაგება და ფოსფორირება და რამდენჯერმე გადაწყობა პიროვატად (C₃ჰ₄ო₃). საბოლოო რეაქციებში, რომლებიც საჭიროებს NAD- ს⁺, ტყუპი მოლეკულები უარს იტყვიან ფოსფატებზე ATP- ის სახელით, რაც ნიშნავს, რომ ამ ფაზაში ოთხი ATP წარმოიქმნება. ამრიგად, გლიკოლიზი იძლევა ორ ATP- ს, პირველ ეტაპზე ორი დახარჯული ATP- ის აღრიცხვის შემდეგ.

და ბოლოს, გლიკოლიზის პროდუქტებია პიროვატი, NADH₂, ორი განთავისუფლებული წყალბადის ატომი და ATP. მას შემდეგ, რაც საწყისი პროდუქტი მხოლოდ გლუკოზაა და ATP მოგვიანებით ჩანს, გლიკოლიზის საერთო განტოლებაა:

გ₆ჰ₁₂ო₆ + 2 ATP + 2 NAD + 2 C₃ჰ₄ო₃ + 4 ATP + 2 NADH + 2 სთ⁺

პირუვატი შემდეგ მიტოქონდრიაში გადადის აერობული სუნთქვა თუ ჟანგბადი საკმარისია (რაც ადამიანებში უმეტესად არის), მაგრამ რჩება ციტოპლაზმაში დუღილისთვის, ლაქტაციისთვის, თუ ჟანგბადის დონე არასაკმარისია.