Каков конечный результат гликолиза?

Способы, которыми клетки живого существа извлекают энергию из связей в органических молекулах, зависят от типа изучаемого организма.

Прокариоты (домены бактерий и архей) ограничены анаэробным дыханием, потому что они не могут использовать кислород. Эукариоты (домен Eukaryota, который включает животных, растения, простейшие и грибы) действительно включают кислород в свои метаболических процессов и, как результат, может получить гораздо больше аденозинтрифосфата (АТФ) на молекулу топлива, попадающую в система.

Однако все клетки используют десятиступенчатую серию реакций, известную под общим названием гликолиз. У прокариот это обычно единственный способ получения АТФ, так называемой «энергетической валюты» всех клеток.

У эукариот это первая ступень клеточного дыхания, которое также включает два аэробных пути: Цикл Кребса и электронная транспортная цепь.

Комбинированный конечный продукт гликолиза - это две молекулы пирувата на молекулу глюкозы, вступающей в процесс, плюс две молекулы АТФ и две молекулы НАДН, так называемого высокоэнергетического переносчика электронов.

Полная чистая реакция гликолиза:

C₆ЧАС₁₂О₆ + 2 НАД⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 АТФ + 2 НАДН + 2 Н⁺

Ярлык "сеть" здесь имеет решающее значение, потому что на самом деле два АТФ необходимы в первой части гликолиза, чтобы создать условия, необходимые для второй части, в которой генерируются четыре АТФ, чтобы довести общий баланс до плюс два в столбце АТФ.

Каждая стадия гликолиза катализируется определенным ферментом, как это принято во всех клеточных метаболических реакциях. Не только на каждую реакцию влияет какой-либо фермент, но и каждый вовлеченный фермент специфичен для рассматриваемой реакции. Следовательно, существует взаимно однозначное соотношение реагент-фермент.

Гликолиз обычно делится на две фазы, которые указывают на задействованный поток энергии.

Инвестиционная фаза: Первые четыре реакции гликолиза включают фосфорилирование глюкозы после того, как она попадает в цитоплазму клетки; перегруппировка этой молекулы в другой шестиуглеродный сахар (фруктозу); фосфорилирование этой молекулы по другому атому углерода с образованием соединения с двумя фосфатными группами; расщепление этой молекулы на пару трехуглеродных интермедиатов, к каждому из которых присоединена собственная фосфатная группа.

Фаза выплаты: Одно из двух фосфатсодержащих трехуглеродных соединений, образующихся при расщеплении фруктозо-1,6-бисфосфата, дигидроксиацетонфосфата (DHAP), является превращается в другой, глицеральдегид-3-фосфат (G3P), что означает, что на этой стадии существуют две молекулы G3P для каждой молекулы глюкозы, входящей в гликолиз.

Затем эти молекулы фосфорилируются, и на следующих нескольких этапах фосфаты отслаиваются и используются для создания АТФ, поскольку трехуглеродные молекулы перестраиваются в пируват. Попутно из NAD генерируются два NADH.⁺, один на трехуглеродную молекулу.

Таким образом, указанная выше чистая реакция удовлетворяется, и теперь вы можете с уверенностью ответить на вопрос: «Какие молекулы получаются в конце гликолиза?»

В присутствии кислорода в эукариотических клетках пируват перемещается к органеллам, называемым митохондрии, которые все о аэробного дыхания. Пируват лишается углерода, который выходит из процесса в виде двуокиси углерода (CO₂) и остался в виде акетилкофермента A.

Цикл Кребса: В митохондриальном матриксе ацетил-КоА соединяется с четырехуглеродным оксалоацетатом, образуя цитрат с шестью углеродными молекулами. Эта молекула снова превращается в оксалоацетат с потерей двух CO.₂ и прирост одного АТФ, трех НАДН и одного ФАДН₂ (другой носитель электронов) за один оборот цикла.

Это означает, что вам нужно удвоить эти числа, чтобы учесть тот факт, что два ацетил-КоА входят в Цикл Кребса на молекулу глюкозы, поступающей в гликолиз.

Электронная транспортная цепь: В этих реакциях, протекающих на митохондриальной мембране, атомы водорода (электроны) от вышеупомянутых переносчиков электронов лишены своих молекул-носителей, используемых для синтеза большого количества АТФ, примерно от 32 до 34 на «вышестоящую» глюкозу. молекула.