Glicoliza este respirația metabolică în 10 pași a glucozei din zahăr. Scopul glicolizei este de a produce energie chimică pentru utilizarea de către o celulă. Oamenii de știință consideră glicoliza o cale de respirație veche, deoarece poate apărea în absența oxigenului, care ar putea permite supraviețuirea bacteriilor anaerobe primitive care au precedat oxigenul Pământului atmosfera.
Glicoliza necesită ingrediente specifice pentru a funcționa. Intrările glicolizei includ o celulă vie, enzime, glucoză și moleculele de transfer de energie nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD +) și adenozin trifosfat (ATP).
Citiți mai multe despre ce este glicoliza.
Care este scopul glicolizei?
Glicoliza este utilizată și prezentă în aproape fiecare organism viu de pe Pământ. Se crede că aceasta este una dintre primele căi metabolice care au apărut pe pământ, deoarece nu necesită oxigen, care nu era ușor disponibil în atmosfera timpurie.
Glicoliza este primul pas în căile metabolice ale multor organisme care ia zahăr și îl transformă în energie celulară utilizabilă. Folosind o combinație a tuturor intrărilor de glicoliză, acest proces transformă un zahăr de 6 carbon în 2 piruvat, 2 ATP și 2 molecule NADH, toate din care sunt apoi utilizate în alte căi metabolice precum ciclul Kreb, fermentație, fosforilare oxidativă și / sau celulară respiraţie.
Citiți mai multe despre rezultatul final al glicolizei.
Zahar cu sase carbon
Elementul de bază pentru glicoliză este zahărul. În mod normal, zahărul utilizat este glucoza, dar enzimele pot transforma alte zaharuri cu șase atomi de carbon, cum ar fi galactoza și fructoză, în substanțe intermediare care intră pe calea glicolizei în aval de punctul de plecare pentru glucoză.
Plantele și alte autotrofe creează glucoză în timpul fotosintezei folosind energie solară și dioxid de carbon. Heterotrofii trebuie să ingereze zahărul consumând plante, autotrofe și alte surse de hrană. Zahărul este disponibil într-o mare varietate de alimente direct sau sub formă de amidon și celuloză, care se descompun în glucoză. Glucoza se dizolvă în apă și, cu ajutorul enzimelor, poate fi transportată cu ușurință în sau în afara unei celule, în funcție de concentrațiile sale relative de ambele părți ale membranei celulare.
Enzime
Enzimele sunt proteine care acționează ca catalizatori pentru reacțiile biochimice. Enzimele scad energia necesară pentru a provoca o reacție fără a fi consumate de proces. Enzimele transportoare de glucoză ajută celulele să importe glucoză.
Prima enzimă din calea glicolizei este hexokinaza, care transformă glucoza în glucoză-6-fosfat (G6P). Acest prim pas epuizează concentrația de glucoză a celulei, ajutând astfel glucoză suplimentară să difuzeze în celulă. Produsul G6P nu difuzează ușor din celulă, astfel încât hexokinaza blochează efectiv o moleculă de glucoză pentru a fi utilizată de celulă. Alte nouă enzime participă la glicoliză, cu una utilizată în fiecare etapă a procesului.
ATP
ATP este o coenzimă care stochează, transportă și eliberează energie chimică în celule. O moleculă de ATP conține trei grupări fosfat, fiecare deținută de o legătură de mare energie. ATP produce energie chimică atunci când enzimele elimină una sau mai multe grupări fosfat. În reacția inversă, enzimele folosesc energie atunci când adaugă fosfați precursorilor, rezultând producerea de ATP.
Glicoliza necesită două molecule de ATP pentru a începe, dar produce patru ATP până la ultima etapă, oferind un randament net de două ATP.
NAD +
NAD + este o coenzimă oxidantă care acceptă electroni și protoni din alte molecule, creând forma redusă NADH. În reacția inversă, NADH acționează ca un agent reducător care donează electroni și protoni atunci când este oxidat înapoi în NAD +. NAD + și NADH sunt utilizate într-o varietate de căi biochimice, inclusiv glicoliza, care necesită un agent oxidant sau reducător.
Glicoliza necesită două molecule de NAD + per moleculă de glucoză, producând două NADH, precum și doi ioni de hidrogen și două molecule de apă. Produsul final al glicolizei este piruvatul, pe care celula îl poate metaboliza în continuare pentru a produce o cantitate mare de energie suplimentară.