როგორ ხდება გლიკოლიზი?

გლიკოლიზი არის უნივერსალური ბიოქიმიური პროცესი, რომელიც გარდაქმნის საკვებს (ექვს ნახშირბადის შაქარს) გლუკოზა) გამოსაყენებელ ენერგიად (ATP, ან ადენოზინტრიფოსფატი). გლიკოლიზი ხდება ყველა ცოცხალი უჯრედის ციტოპლაზმაში, რომელიც მუდმივად მიედინება სპეციფიკური გლიკოლიზური ფერმენტების მოზღვავებით.

მიუხედავად იმისა, რომ გლიკოლიზის ენერგიის მოსავლიანობაა, მოლეკულა მოლეკულაზე გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე აერობული სუნთქვის შედეგად მიღებული - ორი ატფ თითო გლუკოზის მოლეკულაზე, რომელიც მოხმარებულია მხოლოდ გლიკოლიზისთვის. 36-დან 38-მდე ფიჭური სუნთქვის ყველა რეაქციისთვის - ეს არის ბუნების ერთ-ერთი ყველაზე საყოველთაო და საიმედო პროცესები იმ გაგებით, რომ ყველა უჯრედი იყენებს მას, მაშინაც კი, თუ ყველა მათგანს არ შეუძლია დაეყრდნოს მხოლოდ მას თავის ენერგიას საჭიროებებს.

გლიკოლიზი ანაერობული პროცესია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას ჟანგბადი არ სჭირდება. ფრთხილად იყავით, არ აურიოთ "ანაერობული" და "მხოლოდ ანაერობულ ორგანიზმებში ხდება". გლიკოლიზი გვხვდება როგორც პროკარიოტული, ასევე ეუკარიოტული უჯრედების ციტოპლაზმაში.

ეს იწყება გლუკოზის დროს, რომელსაც აქვს C ფორმულა₆ჰ₁₂ო₆ და მოლეკულური მასა 180,156 გრამი, დიფუზირდება უჯრედში პლაზმური მემბრანის საშუალებით მისი კონცენტრაციის გრადიენტით.

როდესაც ეს მოხდება, რიცხვი-ექვსი გლუკოზა ნახშირბადი, რომელიც მოლეკულის პირველადი ექვსკუთხა რგოლის გარეთ მდებარეობს, დაუყოვნებლივ ხდება ფოსფორილირებული (ანუ მასზე ერთვის ფოსფატის ჯგუფი). გლუკოზის ფოსფორილაცია მოლეკულას გლუკოზა-6-ფოსფატს (G6P) ელექტრონულად ახდენს უარყოფითად და ამგვარად ხვდება მას უჯრედში.

კიდევ ცხრა რეაქციისა და ენერგიის ინვესტიციის შემდეგ, გლიკოლიზის პროდუქტები ჩნდება: პიროვატის ორი მოლეკულა (C₃ჰ₈ო₆) პლუს წყვილი წყალბადის იონები და NADH– ის ორი მოლეკულა, "ელექტრონის გადამზიდავი", რომელიც გადამწყვეტია აერობული სუნთქვის "ქვედა დინების" რეაქციებში, რაც ხდება მიტოქონდრიებში.

გლიკოლიზის რეაქციების წმინდა განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

გ₆ჰ₁₂ო₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 გ₃ჰ₄ო₃ + 2 სთ⁺ + 2 NADH + 2 ATP

აქ Pi წარმოადგენს თავისუფალ ფოსფატს და ADP წარმოადგენს ადენოზინის დიფოსფატს, ნუკლეოტიდს, რომელიც ემსახურება როგორც ATP– ის უმეტესი ნაწილის უშუალო წინამორბედს.

მას შემდეგ, რაც G6P იქმნება გლიკოლიზის პირველ ეტაპზე, ფერმენტის მითითებით ჰექსოკინაზა, მოლეკულის აწყობა ხდება ატომების დაკარგვის ან მომატების გარეშე, ფრუქტოზა-6-ფოსფატში, კიდევ ერთი შაქრის წარმოებულში. შემდეგ, მოლეკულა კვლავ ფოსფორილირდება, ამჯერად ნომერ -1 ნახშირბადზე. შედეგი არის ფრუქტოზა-1,6-ბიფოსფატი (FBP), ორმაგად ფოსფორილირებული შაქარი.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ ეტაპზე საჭიროა ATP წყვილი, როგორც აქ არსებული ფოსფორილაციების წყარო, ეს არ არის ნაჩვენები გლიკოლიზის საერთო განტოლება, რადგან ისინი გაუქმებულია ორი ATP– ის მეორე ნაწილში წარმოებული ოთხი ATP– ით გლიკოლიზი. ამრიგად, ორი ATP- ის წმინდა წარმოება ნიშნავს ორი ATP- ის თავდაპირველ "ყიდვას", რომ პროცესის ბოლოს ოთხი ATP წარმოიქმნას.

ექვსი ნახშირბადოვანი, ორმაგად ფოსფორილირებული FBP იყოფა სამ ნახშირბადოვან, ცალმხრივად ფოსფორილირებულ მოლეკულად, რომელთაგან ერთი სწრაფად გადანაწილდება მეორეში. ამრიგად, გლიკოლიზის მეორე ნაწილი იწყება გლიცერალდეჰიდი-3-ფოსფატის (GA3P) წყვილი მოლეკულების წარმოებით.

მნიშვნელოვანია, რომ ყველაფერი, რაც ამ მომენტიდან ხდება, გაორმაგებულია საერთო რეაქციის მიმართ. ამრიგად, GA3P– ის თითოეული მოლეკულა სისტემატიურად გადანაწილდება პიროვატად, ხოლო შედეგად წარმოიქმნება ორი ATP და NAD, მთლიანი მაჩვენებელი ორჯერ იზრდება. გლიკოლიზის ბოლოს ორი პიროვატი მზადაა მიტოქონდრიებისკენ გაგზავნისთვის, სანამ ჟანგბადი არსებობს.

• თუ ჟანგბადი შეზღუდულია, როგორც ინტენსიური ვარჯიშის დროს, დუღილი ხდება. პირუვატი გარდაიქმნება ლაქტატად, რომელიც წარმოქმნის საკმარის NAD + - ს, რათა გლიკოლიზი გაგრძელდეს.