Priemonės, kuriomis gyvojo daikto ląstelės išskiria energiją iš organinių molekulių ryšių, priklauso nuo tiriamo organizmo tipo.
Prokariotai (Bakterijos ir Archaea domenai) apsiriboja anaerobiniu kvėpavimu, nes jie negali naudoti deguonies. Eukariotai (domenas Eukaryota, apimantis gyvūnus, augalus, protizus ir grybus) į savo deguonį įtraukia deguonį medžiagų apykaitos procesus ir dėl to gali gauti kur kas daugiau adenozino trifosfato (ATP) vienai kuro molekulei, patenkančiai į sistema.
Tačiau visos ląstelės naudoja dešimties pakopų reakcijas, žinomas kaip glikolizė. Prokariotuose tai paprastai yra vienintelė priemonė gauti ATP, vadinamąją visų ląstelių „energijos valiutą“.
Eukariotuose tai yra pirmasis ląstelinio kvėpavimo žingsnis, kuris taip pat apima du aerobinius kelius: Krebso ciklas ir elektronų perdavimo grandinė.
Glikolizės reakcija
Bendras galutinis glikolizės produktas yra dvi piruvato molekulės, tenkančios gliukozės molekulei, patenkančios į procesą, taip pat dvi ATP ir dvi NADH, vadinamosios didelės energijos elektronų nešėjos, molekulės.
Visa grynoji glikolizės reakcija yra:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
Etiketė „net“ čia yra kritinė, nes iš tikrųjų reikalingi du ATP pirmoje glikolizės dalyje, kad būtų sudarytos sąlygos, reikalingos antrajai daliai, kurioje sukuriami keturi ATP, kad bendras balansas būtų AUS stulpelio plius du.
Glikolizės žingsniai
Kiekvieną glikolizės etapą katalizuoja tam tikras fermentas, kaip įprasta visose ląstelių metabolinėse reakcijose. Fermentas daro įtaką ne tik kiekvienai reakcijai, bet ir kiekvienas dalyvaujantis fermentas yra specifinis konkrečiai reakcijai. Taigi, yra vienas su vienu reagento ir fermento santykis.
Glikolizė paprastai skirstoma į dvi fazes, kurios nurodo susijusį energijos srautą.
Investavimo etapas: Pirmosios keturios glikolizės reakcijos apima gliukozės fosforilinimą jai patekus į ląstelės citoplazmą; šios molekulės pertvarkymas į kitą šešių anglių cukrų (fruktozę); šios molekulės fosforilinimas skirtingoje anglies junginyje su dviem fosfatų grupėmis; šios molekulės padalijimas į trijų anglies tarpinių junginių porą, kurių kiekviena turi savo fosfatų grupę.
Išmokėjimo etapas: Vienas iš dviejų fosfatus turinčių trijų anglies junginių, sukurtų skaidant fruktozės-1,6-bisfosfato, dihidroksiacetono fosfato (DHAP), yra paverčiamas kitu, gliceraldehido-3-fosfatu (G3P), tai reiškia, kad šiame etape kiekvienai įeinančiai gliukozės molekulei yra dvi G3P molekulės glikolizė.
Toliau šios molekulės fosforilinamos, o keliuose kituose etapuose fosfatai nulupami ir naudojami kuriant ATP, kai trijų anglies molekulių molekulės yra pertvarkomos į piruvatą. Pakeliui iš NAD generuojami du NADH+, po vieną iš trijų anglies molekulių.
Taigi aukščiau pateikta reakcija yra patenkinta ir dabar galite drąsiai atsakyti į klausimą: "Kokios molekulės gaunamos glikolizės pabaigoje?"
Po glikolizės
Eukariotinėse ląstelėse esant deguoniui, piruvatas perkeliamas į vadinamuosius organelius mitochondrijos, apie kuriuos viskas yra aerobinis kvėpavimas. Piruvatas yra išskiriamas iš anglies, kuri išeina iš proceso kaip anglies dioksido atliekos (CO2), ir paliko kaip actetilo kofermentą A.
Krebso ciklas: Mitochondrijų matricoje acetilas CoA susijungia su keturių anglies junginių oksaloacetatu, kad gautų šešių anglies molekulių citratą. Ši molekulė vėl sudedama į oksaloacetatą, prarandant du CO2 ir vieno ATP, trijų NADH ir vieno FADH prieaugis2 (kitas elektronų nešėjas) vienam ciklo posūkiui.
Tai reiškia, kad turite padvigubinti šiuos skaičius, kad būtų atsižvelgta į tai, jog du acetilo CoA įveda Krebso ciklas vienai gliukozės molekulei, patenkančiai į glikolizę.
Elektronų perdavimo grandinė: Šiose reakcijose, vykstančiose ant mitochondrijų membranos, vandenilio atomai (elektronai) iš minėtų elektronų nešiklių yra pašalinamos iš jų nešiklių molekulės, naudojamos daugelio ATP, maždaug 32–34 gliukozės „prieš srovę“, sintezei skatinti. molekulė.