Glicoliza este procesul de derivare a energiei sub forma ATP (adenozin trifosfat) din molecula de zahăr cu șase atomi de carbon glucoză (C6H12O6). Această serie de zece reacții la foc rapid are loc în toate celulele din natură. În organismele unicelulare, cum ar fi bacteriile, este aproape întotdeauna singura sursă de energie celulară.
În organismele multicelulare, cum ar fi animalele, plantele și ciupercile care au echipamentul celular pentru a utiliza oxigenul în reacțiile lor, glicoliza este doar primul pas al respirației celulare. Pe moleculă de glucoză, respirația celulară în ansamblu produce 36 la 38 ATP, iar glicoliza singură produce doar două ATP.
Glicoliză: Rezumat
După ce o moleculă de glucoză se difuzează într-o celulă prin membrana celulară, aceasta are o pereche de grupări fosfat atașate la ea în cursul rearanjării. Apoi, este împărțit în două, iar moleculele identice de trei carbon rezultate devin în cele din urmă piruvat. Câștigul net al glicolizei este de două ATP.
La un nivel mai granular, glicoliza este extracția energiei reținute în legăturile moleculelor de glucoză pentru utilizarea acelei energii de către celulă, cu costul pentru molecula de glucoză care este descompus în ceva altceva.
Cerințe de bază și reactanți ai glicolizei
Cele zece reacții diferite ale glicolizei necesită toate specializate enzime, care sunt proteine care accelerează foarte mult reacțiile din interiorul celulelor. Celula poate controla viteza glicolizei și, astfel, rata disponibilității energiei, făcând anumite enzime mai disponibile sau mai puțin disponibile.
Doar glucoza este necesară ca reactant chiar la începutul glicolizei, dar pe parcurs, trebuie furnizate două ATP pentru a împinge procesul până la punctul său mediu. După divizarea moleculei, procesul necesită o cantitate constantă de NAD+ a continua.
În special, oxigenul este nu necesară pentru glicoliză și, în absența acesteia, glicoliza poate fi menținută prin fermentare. Acest proces transformă piruvatul în lactat și, astfel, oferă NAD atât de necesar+ la glicoliză prin conversia NADH2.
Pașii inițiali ai glicolizei
Când glucoza intră într-o celulă, aceasta este fosforilată (adică are un fosfat atașat de o enzimă). Apoi este rearanjat într-un alt zahăr cu șase atomi de carbon, fructoză. Această moleculă este fosforilată a doua oară la un atom de carbon diferit, moment în care prima fază a glicolizei este completă.
Aceasta este adesea numită "faza de investiții" de glicoliză, deoarece, deși rezultatul general este furnizarea de energie, celula trebuie să aibă mai întâi o pierdere modestă. Cei doi ATP necesari pentru a furniza fosfați în această fază sunt, așadar, o investiție, dar care merită întotdeauna.
Etape ulterioare ale glicolizei
La începutul așa-numitei "faza de întoarcere" molecula de fructoză cu șase atomi de carbon, dublu fosforilată, este împărțită în două molecule foarte asemănătoare cu trei atomi de carbon, fiecare cu grupa sa de fosfat; toate se transformă rapid în celălalt, gliceraldehidă-3-fosfat.
Acum, moleculele identice sunt rearanjate și fosforilate și rearanjate din nou de câteva ori în piruvat (C3H4O3). În reacțiile finale, care necesită NAD+, moleculele gemene renunță la fosfații lor în numele ATP, ceea ce înseamnă că această fază produce patru ATP. Astfel, glicoliza produce două ATP în general după ce se iau în calcul cele două ATP „cheltuite” în prima fază.
Produse de glicoliză
În cele din urmă, produsele glicolizei sunt piruvatul, NADH2, doi atomi de hidrogen eliberați și ATP. Deoarece produsul inițial este numai glucoză și ATP apare mai târziu, ecuația generală pentru glicoliză este:
C6H12O6 + 2 ATP + 2 NAD + 2 C3H4O3 + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+
Piruvatul trece apoi către mitocondrii pentru respirație aerobică dacă este prezent suficient oxigen (care la om este de cele mai multe ori), dar rămâne în citoplasmă pentru fermentarea la lactat dacă nivelul de oxigen este insuficient.