Glykolýza je prvý krok, ktorý používajú všetky živé bunky na získanie energie z molekuly živiny (v tomto prípade glukóza, šesťuhlíkový cukor). V niektorých bunkách, najmä v bunkách prokaryoty, je to tiež posledný krok, pretože tieto bunky nie sú vybavené na vykonávanie bunkového dýchania (glykolýza plus aeróbne reakcie, ktoré nasledujú u eukaryotov) v celom rozsahu.
Glykolýza prebieha v cytoplazme buniek a vedie k čistému zisku dvoch ATP (adenozín trifosfát, nukleotid používaný bunkami na jeho energetickú potrebu).
Existuje 10 krokov glykolýzy, ale nemusíte si pamätať všetkých 10 a ich súvisiace enzýmy, aby ste pevne pochopili celú cestu. Dôležitejšie ako poznať sériu reakcií doslovne je poznať reaktanty, produkty a podmienky, za ktorých sa glykolýza odohráva.
Glykolýza vs. Bunkové dýchanie
Otázka: Ktoré z nasledujúcich sú Produkty z bunkové dýchanie?
A. Glukóza; B. Pyruvát; C. Oxid uhličitý; D. Acetyl CoA
Odpoveď je C., iba oxid uhličitý. Glukóza je reaktantom na bunkové dýchanie (a glykolýzy, prvý krok), zatiaľ čo ostatné sú medziprodukty na ceste od získania celkovo 36 až 38 ATP z glukózy, pokiaľ je prítomný kyslík. Pyruvát je produktom
glykolýza; Acetyl CoA sa vyrába z pyruvátu v mitochondriách, kde potom vstupuje do Krebsovho cyklu.Reaktanty glykolýzy
Glukóza so vzorcom C.6H12O6, má vo svojom strede šesťatómový šesťuholníkový kruh, ktorý obsahuje päť uhlíkov a atóm kyslíka. Na začiatku glykolýzy je to jediný reaktant v zmesi. Pozdĺž cesty sú však potrebné fosfátové skupiny pre kroky fosforylácie (t. J. Pridanie fosfátových skupín k derivátom glukózy.
Okrem toho si reakcie vyžadujú vstup dvoch molekúl NAD+, ktorý sa pri glykolýze premieňa na svoju hydrogenovanú (redukovanú) formu.
Počiatočné kroky glykolýzy: investičná fáza
Glukóza je fosforylovaná, keď vstupuje do bunky difúziou cez plazmatickú membránu. Potom sa preskupí na derivát fruktózy a potom sa druhýkrát fosforyluje, čím sa získa fruktóza-1,6-bifosfát. Tieto dve fosforylačné reakcie si vyžadujú vstup dvoch ATP, ktoré sa hydrolyzujú na ADP (adenozíndifosfát), aby k tomu mohlo dôjsť.
Na konci tejto fázy sa šesťuhlíková molekula rozdelí na pár trojuhlíkových molekúl. Reaktanty a produkty v každom kroku uvedenom od tohto bodu je teda potrebné zdvojnásobiť, aby sa udržalo správne vyúčtovanie glykolýzy ako celku.
Posledné kroky glykolýzy: návratová fáza
S druhou časťou glykolýzy prebiehajú dve tri uhlíkové molekuly glyceraldehyd-3-fosfát sa transformujú na pyruvát (C.3H4O3) v sérii krokov. Všetky zahŕňajú preusporiadania a jedno z nich zahŕňa ešte ďalšie fosforylácia krok.
Aj vo vratnej fáze dve molekuly NAD+ (nikotínamid adenín dinukleotid, elektrónový nosič potrebný neskôr v reakciách aeróbneho dýchania) sa transformujú na dva NADH a dva H+ (vodíkový ión).
Nakoniec sa dve fosfátové skupiny na každej z dvoch molekúl s tromi uhlíkmi použijú na výrobu ATP, čo znamená, že v tejto fáze sa vytvárajú štyri ATP. Po odpočítaní dvoch ATP potrebných v investičnej fáze je zrejmé, že celkom dva ATP sú odvodené z jednej molekuly glukózy počas glykolýzy.
Výrobky z glykolýzy
Kompletná (čistá) reakcia glykolýzy je uvedená rôzne v rôznych zdrojoch, ale v týchto rozdiely sú vecou rozhodnutia autora, či zahrnúť určité medziprodukty ako súčasť čistá reakcia. Jedno presné vyjadrenie je
C.6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C.3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Pi je tu anorganický fosfát, ktorý sa získava vyššie uvedenou hydrolýzou ATP.
Kam smerujú produkty glykolýzy?
Pyruvát potom vstupuje do mitochondrie, kde sa prevedie na acetyl CoA. Táto molekula vstupuje do Krebsovho cyklu aeróbneho dýchania a nakoniec po reakciách reťazec transportu elektrónov, 36 až 38 ATP sa generuje z molekuly glukózy v procese bunkového dýchania, vrátane dvoch ATP z glykolýzy.