Kako pride do glikolize?

Glikoliza je univerzalni biokemijski postopek, ki pretvori hranilo (šest-ogljikov sladkor glukoza) v uporabno energijo (ATP ali adenozin trifosfat). Glikoliza poteka v citoplazmi vseh živih celic, ki jo ves čas pretaka vetrovi specifičnih glikolitičnih encimov.

Medtem ko je energijski izkoristek glikolize, molekula za molekulo, veliko manjša od tiste, pridobljene z aerobnim dihanjem - dva ATP na molekulo glukoze, porabljene samo za glikolizo, vs. 36 do 38 za vse reakcije celičnega dihanja skupaj - kljub temu pa je ena izmed najbolj vseprisotnih in naravnih zanesljivi procesi v smislu, da ga uporabljajo vse celice, četudi se vse ne morejo zanašati samo na to zaradi svoje energije potrebe.

Glikoliza je anaerobni proces, kar pomeni, da ne potrebuje kisika. Pazite, da ne zamenjate izraza "anaerobno" s "pojavlja se samo v anaerobnih organizmih". Glikoliza se pojavlja v citoplazmi tako prokariontskih kot evkariontskih celic.

Začne se, ko glukoza, ki ima formulo C₆H

Ko se to zgodi, glukozni ogljik številka šest, ki leži zunaj primarnega heksagonalnega obroča molekule, takoj postane fosforiliran (tj. Nanj je pritrjena fosfatna skupina). Zaradi fosforilacije glukoze je molekula glukoza-6-fosfat (G6P) električno negativna in jo tako ujame v celico.

Po nadaljnjih devetih reakcijah in naložbi energije se pojavijo produkti glikolize: dve molekuli piruvata (C₃H₈O₆) plus par vodikovi ioni in dve molekuli NADH, "nosilca elektrona", ki je ključnega pomena pri "nadaljnjih" reakcijah aerobnega dihanja, ki se pojavijo v mitohondrijih.

Neto enačbo za reakcije glikolize lahko zapišemo takole:

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 ° C₃H₄O₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Tu Pi predstavlja prosti fosfat in ADP pomeni adenozin difosfat, nukleotid, ki je neposredni predhodnik večine ATP v telesu.

Ko G6P nastane v prvem koraku glikolize pod vodstvom encima heksokinaza, molekula se brez izgube ali pridobitve atomov preuredi v fruktozo-6-fosfat, drug sladkorni derivat. Nato se molekula ponovno fosforilira, tokrat pri ogljiku številka 1. Rezultat je fruktoza-1,6-bifosfat (FBP), dvojno fosforiliran sladkor.

Medtem ko ta korak zahteva par ATP kot vir fosforilacij, ki se tukaj pojavljajo, le-ti niso prikazani v celotno enačbo glikolize, ker ju izniči dva od štirih ATP, proizvedenih v drugem delu glikoliza. Tako neto proizvodnja dveh ATP v resnici pomeni začetni "odkup" dveh ATP, da na koncu postopka proizvedemo štiri ATP.

Šest ogljikova, dvojno fosforilirana FBP je razdeljena na par triogljičnih, enojno fosforiliranih molekul, od katerih se ena hitro preuredi v drugo. Tako se drugi del glikolize začne s proizvodnjo para molekul gliceraldehid-3-fosfata (GA3P).

Pomembno je, da se vse, kar se dogaja od te točke naprej, podvoji glede na splošno reakcijo. Ko se torej vsaka molekula GA3P sistematično preuredi v piruvat, pri čemer nastaneta dva ATP in NAD, se skupni seštevek poveča za dvakrat toliko. Na koncu glikolize sta dva piruvata pripravljena za pošiljanje proti mitohondrijem, dokler je prisoten kisik.

• Če je kisik omejen, tako kot med intenzivno vadbo, fermentacija pojavi. Piruvat se pretvori v laktat, ki ustvari dovolj NAD +, da lahko glikoliza nadaljuje.