Čo je potrebné na uskutočnenie glykolýzy?

Glykolýza je 10-krokové metabolické dýchanie glukózy cukru. Účelom glykolýzy je získanie chemickej energie na použitie v bunke. Vedci považujú glykolýzu za starodávnu cestu dýchania, pretože k nej môže dôjsť pri nedostatku kyslíka, tak by to mohlo umožniť prežitie primitívnych anaeróbnych baktérií, ktoré predchádzali zemskému kyslíku atmosféra.

Glykolýza vyžaduje pre svoje fungovanie špecifické prísady. Vstupy glykolýzy zahŕňajú živú bunku, enzýmy, glukózu a molekuly na prenos energie nikotínamid adenín dinukleotid (NAD +) a adenozíntrifosfát (ATP).
Prečítajte si viac o tom, čo je glykolýza.

Glykolýza sa používa a je prítomná takmer v každom živom organizme na Zemi. Verí sa, že toto je jedna z prvých metabolických ciest, ktoré na Zemi vznikajú, pretože nevyžaduje kyslík, ktorý nebol v rannej atmosfére ľahko k dispozícii.

Glykolýza je prvým krokom v mnohých metabolických dráhach organizmu, ktorý prijíma cukor a mení ho na využiteľnú bunkovú energiu. Použitím kombinácie všetkých vstupov glykolýzy tento proces premení jeden 6-uhlíkový cukor na 2 pyruvát, 2 ATP a 2 molekuly NADH, všetko z ktorých sa potom používajú v ďalších metabolických cestách, ako je Krebov cyklus, fermentácia, oxidačná fosforylácia a / alebo bunkové procesy. dýchanie.

Základným vstupom pre glykolýzu je cukor. Obvykle je použitým cukrom glukóza, ale enzýmy môžu premieňať ďalšie šesťuhlíkové cukry, ako sú galaktóza a fruktózy, na medziprodukty, ktoré vstupujú do glykolýzy po prúde od východiskového bodu pre glukóza.

Rastliny a ďalšie autotrofy vytvárajú glukózu počas fotosyntézy pomocou slnečnej energie a oxidu uhličitého. Heterotrofi musia prijímať cukor konzumáciou rastlín, autotrofov a iných zdrojov potravy. Cukor je dostupný v rôznych potravinách priamo alebo ako škrob a celulóza, ktoré sa štiepia na glukózu. Glukóza sa rozpúšťa vo vode a pomocou enzýmov sa dá ľahko transportovať do alebo z bunky, v závislosti od jej relatívnych koncentrácií na oboch stranách bunkovej membrány.

Enzýmy sú bielkoviny, ktoré pôsobia ako katalyzátory biochemických reakcií. Enzýmy znižujú energiu potrebnú na uskutočnenie reakcie bez toho, aby ich proces spotreboval. Enzýmy prenášajúce glukózu pomáhajú bunkám importovať glukózu.

Prvým enzýmom v glykolýze je hexokináza, ktorá premieňa glukózu na glukóza-6-fosfát (G6P). Tento prvý krok vyčerpáva koncentráciu glukózy v bunke, čím pomáha ďalšej difúzii glukózy do bunky. Produkt G6P ľahko nedifunduje z bunky, takže hexokináza v skutočnosti blokuje molekulu glukózy na použitie v bunke. Na glykolýze sa podieľa deväť ďalších enzýmov, pričom jeden sa používa v každom kroku procesu.

ATP je koenzým, ktorý ukladá, transportuje a uvoľňuje chemickú energiu v bunkách. Molekula ATP obsahuje tri fosfátové skupiny, z ktorých každá je držaná vysokoenergetickou väzbou. ATP poskytuje chemickú energiu, keď enzýmy odstraňujú jednu alebo viac fosfátových skupín. V reverznej reakcii používajú enzýmy energiu pri pridávaní fosfátov k prekurzorom, čo vedie k produkcii ATP.

Glykolýza vyžaduje na uskutočnenie dve molekuly ATP, ale v poslednom kroku produkuje štyri ATP, čo dáva čistý výťažok dvoch ATP.

NAD + je oxidačný koenzým, ktorý prijíma elektróny a protóny z iných molekúl a vytvára redukovanú formu NADH. V reverznej reakcii pôsobí NADH ako redukčné činidlo, ktoré pri oxidácii späť na NAD + daruje elektróny a protóny. NAD + a NADH sa používajú v rôznych biochemických cestách, vrátane glykolýzy, ktoré si vyžadujú oxidačné alebo redukčné činidlo.

Glykolýza vyžaduje dve molekuly NAD + na jednu molekulu glukózy, pričom vznikajú dva NADH, dva vodíkové ióny a dve molekuly vody. Konečným produktom glykolýzy je pyruvát, ktorý môže bunka ďalej metabolizovať, aby poskytla veľké množstvo dodatočnej energie.