Glikolizė yra 10 pakopų metabolinis cukraus gliukozės kvėpavimas. Glikolizės tikslas yra gauti cheminę energiją, skirtą ląstelei naudoti. Mokslininkai laiko glikolizę senoviniu kvėpavimo keliu, nes ji gali atsirasti be deguonies, kaip tai galėtų leisti išlikti primityvioms anaerobinėms bakterijoms, buvusioms anksčiau nei Žemės deguonis atmosfera.
Glikolizės veikimui reikalingi konkretūs ingredientai. Glikolizės elementai yra gyva ląstelė, fermentai, gliukozė ir energijos perdavimo molekulės - nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD +) ir adenozino trifosfatas (ATP).
Skaitykite daugiau apie tai, kas yra glikolizė.
Koks glikolizės tikslas?
Glikolizė naudojama ir yra beveik kiekviename gyvame organizme Žemėje. Manoma, kad tai yra vienas iš pirmųjų metabolizmo būdų, atsirandančių žemėje, nes tam nereikia deguonies, kurio ankstyvoje atmosferoje nebuvo lengva rasti.
Glikolizė yra pirmasis daugelio organizmo medžiagų apykaitos takų žingsnis, kuris paima cukrų ir paverčia jį tinkama ląstelių energija. Naudojant visų glikolizės sąnaudų derinį, šis procesas paverčia vieną 6 anglies cukrų 2 piruvato, 2 ATP ir 2 NADH molekulėmis. iš kurių vėliau naudojami kituose metabolizmo keliuose, pvz., Krebo cikle, fermentacijoje, oksidaciniame fosforilinime ir (arba) ląstelių kvėpavimas.
Skaitykite daugiau apie galutinį glikolizės rezultatą.
Šešių anglių cukrus
Pagrindinis glikolizės įnašas yra cukrus. Paprastai naudojamas cukrus yra gliukozė, tačiau fermentai gali paversti kitus šešių anglies cukrų, tokius kaip galaktozė ir fruktozę į tarpines medžiagas, kurios patenka į glikolizės kelią pasroviui nuo gliukozės.
Augalai ir kiti autotrofai fotosintezės metu sukuria gliukozę, naudodami saulės energiją ir anglies dioksidą. Heterotrofai turi vartoti cukrų valgydami augalus, autotrofus ir kitus maisto šaltinius. Cukraus galima gauti iš įvairių maisto produktų tiesiogiai arba kaip krakmolo ir celiuliozės, kurios suskaidomos į gliukozę. Gliukozė ištirpsta vandenyje ir, fermentų pagalba, gali būti lengvai transportuojama į ląstelę arba iš jos, atsižvelgiant į jos santykinę koncentraciją abiejose ląstelės membranos pusėse.
Fermentai
Fermentai yra baltymai, kurie veikia kaip biocheminių reakcijų katalizatoriai. Fermentai sumažina energiją, reikalingą reakcijai sukelti, nenaudojant proceso. Gliukozės transportavimo fermentai padeda ląstelėms importuoti gliukozę.
Pirmasis glikolizės kelyje esantis fermentas yra heksokinazė, kuri gliukozę paverčia gliukozės-6-fosfatu (G6P). Šis pirmasis žingsnis sumažina gliukozės koncentraciją ląstelėje, taip padėdamas papildomai gliukozei difunduoti į ląstelę. G6P produktas nėra lengvai difunduojamas iš ląstelės, todėl heksokinazė iš tikrųjų užrakina gliukozės molekulę, skirtą naudoti ląstelėje. Devyni kiti fermentai dalyvauja glikolizėje, vienas naudojamas kiekviename proceso etape.
ATP
ATP yra kofermentas, kuris kaupia, transportuoja ir išskiria cheminę energiją ląstelėse. ATP molekulėje yra trys fosfatų grupės, kurias kiekviena turi didelės energijos ryšiu. ATP duoda cheminę energiją, kai fermentai pašalina vieną ar kelias fosfatų grupes. Atvirkštinės reakcijos metu fermentai, naudodami fosfatus į pirmtakus, naudoja energiją, todėl susidaro ATP.
Glikolizei pradėti reikia dviejų ATP molekulių, tačiau iki paskutinio žingsnio susidaro keturios ATP, kurios duoda grynąjį dviejų ATP derlių.
NAD +
NAD + yra oksiduojantis kofermentas, kuris priima elektronus ir protonus iš kitų molekulių, sukurdamas redukuotą NADH formą. Atvirkštinėje reakcijoje NADH veikia kaip redukuojantis agentas, kuris, oksiduodamasis atgal į NAD +, dovanoja elektronus ir protonus. NAD + ir NADH yra naudojami įvairiuose biocheminiuose keliuose, įskaitant glikolizę, kuriems reikalingas oksiduojantis ar redukuojantis agentas.
Glikolizei reikalingos dvi NAD + molekulės vienai gliukozės molekulei, gaunant du NADH, taip pat du vandenilio jonus ir dvi vandens molekules. Galutinis glikolizės produktas yra piruvatas, kurį ląstelė gali toliau metabolizuoti, kad gautų didelį kiekį papildomos energijos.