Glikolīze ir cukura pakāpes glikozes metaboliskā elpošana 10 posmos. Glikolīzes mērķis ir iegūt ķīmisko enerģiju šūnas lietošanai. Zinātnieki uzskata glikolīzi par senu elpošanas ceļu, jo tā var notikt bez skābekļa, kā tas varētu ļaut izdzīvot primitīvām anaerobām baktērijām, kas bija pirms Zemes skābekļa atmosfēru.
Glikolīzei darbībai nepieciešamas īpašas sastāvdaļas. Glikolīzes izejvielas ietver dzīvo šūnu, enzīmus, glikozi un enerģijas pārneses molekulas - nikotinamīda adenīna dinukleotīdu (NAD +) un adenozīna trifosfātu (ATP).
Lasiet vairāk par to, kas ir glikolīze.
Kāds ir glikolīzes mērķis?
Glikolīze tiek izmantota un atrodas gandrīz visos Zemes dzīvajos organismos. Tiek uzskatīts, ka tas ir viens no pirmajiem vielmaiņas ceļiem, kas rodas uz zemes, jo tam nav vajadzīgs skābeklis, kas agrīnā atmosfērā nebija viegli pieejams.
Glikolīze ir pirmais solis daudzu organisma vielmaiņas ceļos, kas uzņem cukuru un pārvērš to par izmantojamu šūnu enerģiju. Izmantojot visu glikolīzes izejvielu kombināciju, šis process pārvērš vienu 6-oglekļa cukuru 2 piruvāta, 2 ATP un 2 NADH molekulās. no kuriem pēc tam tiek izmantoti turpmākajos vielmaiņas ceļos, piemēram, Kreba ciklā, fermentācijā, oksidatīvajā fosforilācijā un / vai šūnu elpošana.
Lasiet vairāk par glikolīzes gala rezultātu.
Sešu ogļu cukurs
Glikolīzes pamatinformācija ir cukurs. Parasti izmantotais cukurs ir glikoze, bet fermenti var pārveidot citus sešus oglekļa cukurus, piemēram, galaktozi un fruktoze starpproduktos, kas nonāk glikolīzes ceļā pa straumi no glikoze.
Augi un citi autotrofi fotosintēzes laikā rada glikozi, izmantojot saules enerģiju un oglekļa dioksīdu. Heterotrofiem ir jāieņem cukurs, ēdot augus, autotrofus un citus pārtikas avotus. Cukurs ir pieejams ļoti dažādos pārtikas produktos tieši vai cietes un celulozes veidā, kas sadalās glikozē. Glikoze izšķīst ūdenī un ar enzīmu palīdzību to var viegli transportēt šūnā vai no tās, atkarībā no tā relatīvās koncentrācijas šūnas membrānas abās pusēs.
Fermenti
Fermenti ir olbaltumvielas, kas darbojas kā bioķīmisko reakciju katalizatori. Fermenti samazina enerģiju, kas nepieciešama reakcijas virzīšanai, procesā to neizmantojot. Glikozes transportētāja enzīmi palīdz šūnām importēt glikozi.
Pirmais glikolīzes ceļā esošais ferments ir heksokināze, kas glikozi pārvērš glikozes-6-fosfātā (G6P). Šis pirmais solis iztukšo šūnas glikozes koncentrāciju, tādējādi palīdzot papildu glikozei difundēt šūnā. G6P produkts viegli neizkliedējas no šūnas, tāpēc heksokināze faktiski bloķē glikozes molekulu šūnai. Deviņi citi fermenti piedalās glikolīzē, un viens tiek izmantots katrā procesa posmā.
ATP
ATP ir koenzīms, kas šūnās uzkrāj, transportē un atbrīvo ķīmisko enerģiju. ATP molekula satur trīs fosfātu grupas, kuras katra satur augstas enerģijas saite. ATP dod ķīmisko enerģiju, kad fermenti atdala vienu vai vairākas fosfātu grupas. Pretējā reakcijā fermenti izmanto enerģiju, pievienojot fosfātus prekursoriem, kā rezultātā rodas ATP.
Lai sāktu glikolīzi, ir nepieciešamas divas ATP molekulas, bet līdz pēdējam posmam tiek ražotas četras ATP, tādējādi iegūstot divu ATP tīro ražu.
NAD +
NAD + ir oksidējošs koenzīms, kas pieņem elektronus un protonus no citām molekulām, izveidojot reducēto NADH formu. Pretējā reakcijā NADH darbojas kā reducētājs, kas ziedo elektronus un protonus, kad tas oksidējas atpakaļ NAD +. NAD + un NADH tiek izmantoti dažādos bioķīmiskos ceļos, ieskaitot glikolīzi, kuriem nepieciešams oksidējošs vai reducējošs līdzeklis.
Glikolīzei nepieciešamas divas NAD + molekulas uz vienu glikozes molekulu, iegūstot divus NADH, kā arī divus ūdeņraža jonus un divas ūdens molekulas. Glikolīzes galaprodukts ir piruvāts, kuru šūna var tālāk metabolizēt, lai iegūtu lielu daudzumu papildu enerģijas.