Kādi ir glikolīzes ķīmiskie produkti?

Glikolīze ir pirmais solis, ko visas dzīvās šūnas izmanto enerģijas iegūšanai no barības vielas molekulas (šajā gadījumā glikoze, sešu oglekļa cukuru). Dažās šūnās, īpaši šūnās prokariotes, tas ir arī pēdējais solis, jo šīs šūnas nav aprīkotas, lai pilnībā veiktu šūnu elpošanu (glikolīzi plus aerobās reakcijas, kas seko eikariotos).

Glikolīze notiek šūnu citoplazmā un rada divu ATP neto pieaugumu (adenozīna trifoshāts, nukleotīds, ko šūnas izmanto enerģijas vajadzībām).

Kopumā ir 10 glikolīzes soļi, taču jums nav nepieciešams iegaumēt visus 10 un ar tiem saistītos enzīmus, lai stingri izprastu ceļu kopumā. Svarīgāk, nekā burtiski zināt reakciju virkni, ir jāzina reaģenti, produkti un apstākļi, kādos notiek glikolīze.

Jautājums: Kuras no šīm ir produktiem gada šūnu elpošana?

A. Glikoze; B. Piruvāts; C. Oglekļa dioksīds; D. Acetil CoA

Atbilde ir C, tikai oglekļa dioksīds. Glikoze ir šūnu elpošana (un glikolīzes, pirmais solis), bet pārējie ir starpprodukti, no glikozes iegūstot no 36 līdz 38 ATP, kamēr ir klāt skābeklis. Piruvāts ir

Glikoze ar formulu C₆H₁₂O₆, tās centrā ir sešu atomu sešstūra gredzens, kurā ietilpst pieci ogļi un skābekļa atoms. Glikolīzes sākumā tas ir vienīgais reaģents maisījumā. Tomēr pa ceļam fosforilēšanas posmiem ir nepieciešamas fosfātu grupas (t.i., fosfātu grupu pievienošana glikozes atvasinājumiem.

Turklāt reakcijas prasa divu molekulu ievadīšanu NAD^+, kas glikolīzes laikā tiek pārvērsts hidrogenētajā (reducētajā) formā.

Glikoze fosforilējas, nonākot šūnā, difūzijas ceļā caur plazmas membrānu. Pēc tam to pārkārto par fruktozes atvasinājumu un pēc tam otro reizi fosforilē, lai iegūtu fruktoze-1,6-bifosfāts. Šīs divas fosforilēšanas reakcijas prasa divu ATP ievadīšanu, kas tiek hidrolizēta līdz ADP (adenozīna difosfāts), lai tas notiktu.

Šīs fāzes beigās sešu oglekļa molekula tiek sadalīta trīs oglekļa molekulu pārī. Tādējādi reaģenti un produkti katrā no šī brīža uzskaitītajā posmā ir divkāršojami, lai uzturētu pareizu glikolīzes uzskaiti kopumā.

Kad notiek otrā glikolīzes daļa, divas trīs oglekļa molekulas gliceraldehīd-3-fosfāts tiek pārveidoti par piruvāts (C₃H₄O₃) soļu virknē. Tie visi ir saistīti ar pārkārtošanu, un viens no tiem ir saistīts ar citu fosforilēšana solis.

Arī atgriešanās fāzē divas NAD molekulas⁺ (nikotīnamīda adenīna dinukleotīds, elektronu nesējs, kas vēlāk vajadzīgs aerobās elpošanas reakcijās) tiek pārveidoti divos NADH un divos H⁺ (ūdeņraža jons).

Galu galā ATP ražošanai tiek izmantotas divas fosfātu grupas katrā no divām trīs oglekļa molekulām, kas nozīmē, ka šajā fāzē tiek ģenerēti četri ATP. Atņemot divus ATP, kas nepieciešami ieguldījumu posmā, ir skaidrs, ka kopā glikolīzes laikā no vienas glikozes molekulas iegūst divus ATP.

Pilnīga (neto) glikolīzes reakcija dažādos avotos ir uzskaitīta atšķirīgi, taču šie atšķirības ir autora lēmuma jautājums, vai iekļaut dažus starpproduktus kā daļu no neto reakcija. Viens precīzs attēlojums ir

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C₃H₄O₆ + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH

Šeit Pi ir neorganisks fosfāts, kas iegūts no iepriekš minētās ATP hidrolīzes.

Pēc tam piruvāts nonāk mitohondrijos, kur tas tiek pārveidots par acetil CoA. Šī molekula nonāk Krebsa aerobās elpošanas ciklā un visbeidzot pēc elektronu transporta ķēde, Šūnu elpošanas procesā no glikozes molekulas rodas 36 līdz 38 ATP, ieskaitot divus ATP no glikolīzes.