Glicoliza este primul pas folosit de toate celulele vii pentru a extrage energia dintr-o moleculă de nutrienți (în acest caz, glucoză, un zahăr cu șase atomi de carbon). În unele celule, în special cele ale procariote, este, de asemenea, ultimul pas, deoarece aceste celule nu sunt echipate pentru a efectua respirația celulară (glicoliza plus reacțiile aerobe care urmează în eucariote) în întregime.
Glicoliza are loc în citoplasma celulelor și are ca rezultat un câștig net de două ATP (trifosat de adenozină, nucleotida folosită de celule pentru nevoile sale de energie).
Există 10 pași de glicoliză în total, dar nu este nevoie să memorați toate cele 10 și enzimele asociate pentru a avea o înțelegere fermă a căii în ansamblu. Mai important decât cunoașterea textului a seriei de reacții este conștientizarea reactanților, a produselor și a condițiilor în care se desfășoară glicoliza.
Glicoliza vs. Respirație celulară
Întrebare: Care dintre următoarele sunt produse de respirație celulară?
A. Glucoză; B. Piruvat; C. Dioxid de carbon; D. Acetil CoA
Raspunsul este C, numai dioxid de carbon. Glucoza este un reactant al respirație celulară (și al glicolizei, primul pas), în timp ce ceilalți sunt intermediari pe parcurs de la derivarea unui total de 36 până la 38 ATP din glucoză atâta timp cât este prezent oxigen. Piruvatul este un produs al glicoliză; Acetil CoA este fabricat din piruvat în mitocondrie, unde intră apoi în ciclul Krebs.
Reactanți ai glicolizei
Glucoza, cu formula C6H12O6, are un inel hexagonal cu șase atomi în centru, care include cinci atomi de carbon și un atom de oxigen. La debutul glicolizei, este singurul reactant din amestec. Pe parcurs, totuși, sunt necesare grupări fosfat pentru etapele de fosforilare (adică adăugarea grupărilor fosfat la derivații glucozei.
În plus, reacțiile necesită un aport de două molecule de NAD+, care se transformă în forma sa hidrogenată (redusă) în timpul glicolizei.
Pașii inițiali ai glicolizei: faza de investiții
Glucoza este fosforilată atunci când intră într-o celulă prin difuzie prin membrana plasmatică. Apoi este rearanjat la un derivat de fructoză și apoi fosforilat a doua oară pentru a produce fructoză-1,6-bifosfat. Aceste două reacții de fosforilare necesită aportul a două ATP, care este hidrolizat în ADP (adenozin difosfat) pentru a permite acest lucru.
La sfârșitul acestei faze, molecula cu șase carbon este împărțită într-o pereche de molecule cu trei carbon. Astfel, reactanții și produsele din fiecare etapă enumerate începând cu acest moment trebuie dublate pentru a menține o contabilitate adecvată a glicolizei în ansamblu.
Pașii finali ai glicolizei: faza de întoarcere
Odată cu a doua parte a glicolizei, două molecule de trei carbon de gliceraldehidă-3-fosfat sunt transformate în piruvat (C3H4O3) într-o serie de pași. Toate acestea implică rearanjări, iar una dintre ele implică încă una fosforilarea Etapa.
Tot în faza de întoarcere, două molecule de NAD+ (nicotinamidă adenină dinucleotidă, un purtător de electroni necesar mai târziu în reacțiile de respirație aerobă) sunt transformate în doi NADH și doi H+ (un ion hidrogen).
În cele din urmă, cele două grupuri fosfat de pe fiecare dintre cele două molecule cu trei carbon sunt utilizate pentru a produce ATP, ceea ce înseamnă că patru ATP sunt generate în această fază. Prin scăderea celor două ATP necesare în faza de investiții, este clar că un total de două ATP sunt derivate dintr-o moleculă de glucoză în timpul glicolizei.
Produse de glicoliză
Reacția completă (netă) a glicolizei este listată diferit în diferite surse, dar acestea diferențele sunt o chestiune a deciziei autorului dacă includerea anumitor intermediari ca parte a reacție netă. O reprezentare exactă este
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Aici, Pi este fosfat anorganic, derivat din hidroliza ATP menționată anterior.
Unde merg produsele pentru glicoliză?
Piruvatul intră apoi în mitocondrii, unde este convertit în acetil CoA. Această moleculă intră în ciclul Krebs al respirației aerobe și, în cele din urmă, după reacțiile lanțul de transport al electronilor, 36-38 ATP sunt generate de o moleculă de glucoză în procesul de respirație celulară, inclusiv cei doi ATP din glicoliză.
