Glikoliza to proces, który wytwarza energię bez obecności tlenu. Występuje we wszystkich żywych komórkach, od najprostszych jednokomórkowych prokariontów po największe i najcięższe zwierzęta. Wszystko, co jest potrzebne do glikoliza się wydarzyć jest glukoza, cukier sześciowęglowy o wzorze C6H12O6, oraz cytoplazmę komórki z bogatą gęstością enzymów glikolitycznych (specjalne białka przyspieszające specyficzne reakcje biochemiczne).
W prokariota, po zakończeniu glikolizy komórka osiągnęła swój limit produkcji energii. W eukariontyjednak, które mają mitochondria i dzięki temu są w stanie dokończyć oddychanie komórkowe, pirogronian stworzył w glikolizie jest dalej przetwarzany w sposób, który ostatecznie daje ponad 15 razy więcej energii niż sama glikoliza robi.
Glikoliza, podsumowanie
Gdy cząsteczka glukozy dostanie się do komórki, natychmiast ma grupę fosforanową przyłączoną do jednego z jej atomów węgla. Następnie jest przekształcany w fosforylowaną cząsteczkę fruktozy, kolejnego sześciowęglowego cukru. Ta cząsteczka jest następnie ponownie fosforylowana. Te kroki wymagają zainwestowania dwóch ATP.
Następnie sześciowęglowa cząsteczka zostaje podzielona na parę trójwęglowych cząsteczek, każda z własnym fosforanem. Każdy z nich jest ponownie fosforylowany, dając dwie identyczne, podwójnie fosforylowane cząsteczki. Ponieważ są one konwertowane na pirogronian (C3H4O3), cztery fosforany są wykorzystywane do generowania czterech ATP, dla a zysk netto dwóch ATP z glikolizy.
Produkty glikolizy
W obecności tlenu, jak wkrótce się przekonasz, końcowy produkt glikolizy wynosi 36 do 38 cząsteczki ATP, z wodą i dwutlenkiem węgla traconymi do środowiska w trzech etapach oddychania komórkowego po glikolizie.
Ale jeśli zostaniesz poproszony o wymienienie produktów glikolizy, kropka, odpowiedzią są dwie cząsteczki pirogronianu, dwie NADH i dwie ATP.
Reakcje tlenowe oddychania komórkowego
U eukariontów z wystarczającym zaopatrzeniem w tlen pirogronian powstały w procesie glikolizy przedostaje się do mitochondria, gdzie przechodzi szereg przemian, które ostatecznie dają bogactwo ATP.
Reakcja przejścia: Dwa trójwęglowe pirogroniany są przekształcane w parę dwuwęglowych cząsteczek acetylokoenzym A (acetylo-CoA), który jest kluczowym uczestnikiem wielu reakcji metabolicznych. Powoduje to utratę pary węgli w postaci dwutlenku węgla lub WSPÓŁ2 (produkt odpadowy u ludzi i źródło pożywienia dla roślin).
Cykl Krebsa: acetylo-CoA łączy się teraz z czterowęglową cząsteczką zwaną szczawiooctanem, tworząc sześciowęglową cząsteczkę szczawiooctan. W serii s kroków, które dają nośniki elektronów NADH i FADH2 wraz z niewielką ilością energii (dwa ATP na górną cząsteczkę glukozy), cytrynian jest przekształcany z powrotem w szczawiooctan. Łącznie cztery CO2 są przekazywane do środowiska w cykl Krebsa.
Łańcuch transportu elektronów (ETC): Na błonie mitochondrialnej elektrony z NADH i FADH2 są używane do wykorzystania fosforylacji ADP w celu uzyskania ATP, z O2 (tlen cząsteczkowy) jako ostateczny akceptor elektronów. Daje to od 32 do 34 ATP, a O2 jest przekształcany w wodę (H2O).
Tlen jest potrzebny do prowadzenia oddychania komórkowego: prawda czy fałsz?
Chociaż nie jest to dokładnie podchwytliwe pytanie, to wymaga pewnego sprecyzowania granic pytania. Sama glikoliza niekoniecznie jest częścią oddychania komórkowego, jak u prokariontów. Ale w organizmach, które wykorzystują oddychanie tlenowe, a tym samym przeprowadzają oddychanie komórkowe od początku do końca, glikoliza jest pierwszym i koniecznym etapem procesu.
Jeśli zatem zapytano Cię, czy tlen jest potrzebny na każdym etapie oddychania komórkowego, odpowiedź brzmi: nie. Ale jeśli zostaniesz zapytany, czy oddychania komórkowego jak to się zwykle określa, wymaga tlenu, aby kontynuować, odpowiedź brzmi: „tak”.