Glycolysis จะเกิดอะไรขึ้นถ้ามีออกซิเจน?

ไกลโคไลซิส เป็นกระบวนการที่ผลิตพลังงาน ปราศจากอ็อกซิเจน. มันเกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด ตั้งแต่โปรคาริโอตเซลล์เดียวที่ง่ายที่สุดไปจนถึงสัตว์ที่ใหญ่ที่สุดและหนักที่สุด ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับ ไกลโคไลซิส ที่จะเกิดขึ้นคือ กลูโคส,เป็นน้ำตาลหกคาร์บอนที่มีสูตรC₆โฮ₁₂อู๋₆และไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่มีความหนาแน่นของเอ็นไซม์ไกลโคไลติก (โปรตีนชนิดพิเศษที่เร่งความเร็วตามปฏิกิริยาทางชีวเคมีจำเพาะ)

ใน โปรคาริโอตเมื่อไกลโคไลซิสสิ้นสุดลง เซลล์ถึงขีดจำกัดการผลิตพลังงานแล้ว ใน ยูคาริโอตอย่างไรก็ตาม ซึ่งมีไมโทคอนเดรียและสามารถหายใจได้ในระดับเซลล์จนเสร็จสิ้น ไพรูเวตจึงสร้าง ใน glycolysis จะถูกประมวลผลในลักษณะที่ในที่สุดจะให้พลังงานมากกว่า glycolysis เพียงอย่างเดียวถึง 15 เท่า ทำ.

หลังจากที่โมเลกุลกลูโคสเข้าสู่เซลล์ จะมีกลุ่มฟอสเฟตติดอยู่กับคาร์บอนตัวใดตัวหนึ่งทันที จากนั้นจะถูกจัดเรียงใหม่เป็นโมเลกุลฟอสโฟรีเลตของฟรุกโตส น้ำตาลหกคาร์บอนอีกตัวหนึ่ง โมเลกุลนี้จะถูกฟอสโฟรีเลตอีกครั้ง ขั้นตอนเหล่านี้ต้องการการลงทุน ATP สองรายการ

จากนั้น โมเลกุลคาร์บอน 6 ตัวจะถูกแยกออกเป็นคู่ของโมเลกุลคาร์บอน 3 ตัว ซึ่งแต่ละตัวมีฟอสเฟตในตัวเอง ฟอสโฟรีเลตแต่ละตัวมีโมเลกุลฟอสโฟรีเลตที่เหมือนกันสองตัว เนื่องจากสิ่งเหล่านี้จะถูกแปลงเป็น

ในที่ที่มีออกซิเจน ดังที่คุณเห็นในไม่ช้า ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไกลโคไลซิสคือ 36 ถึง 38 โมเลกุลของ ATPโดยที่น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์สูญเสียสิ่งแวดล้อมในการหายใจระดับเซลล์ 3 ขั้นภายหลังไกลโคไลซิส

แต่ถ้าคุณถูกขอให้ระบุผลิตภัณฑ์ของไกลโคไลซิสแบบเต็มสต็อป คำตอบคือ ไพรูเวต 2 โมเลกุล NADH สองตัวและ ATP สองตัว

ในยูคาริโอตที่มีออกซิเจนเพียงพอ ไพรูเวตที่ทำในไกลโคไลซิสจะเข้าสู่ ไมโทคอนเดรียซึ่งผ่านการเปลี่ยนแปลงหลายชุดซึ่งในที่สุดก็ให้ผลผลิตมากมาย เอทีพี

ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลง: ไพรูเวตสามคาร์บอนสองตัวถูกแปลงเป็นคู่ของโมเลกุลคาร์บอนสองคู่ของ อะเซทิลโคเอ็นไซม์เอซึ่งเป็นส่วนสำคัญในปฏิกิริยาเมแทบอลิซึม ส่งผลให้สูญเสียคาร์บอนคู่หนึ่งในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์หรือ CO₂ (ของเสียในมนุษย์และเป็นแหล่งอาหารของพืช)

วัฏจักรเครบส์: ตอนนี้ acetyl CoA รวมกับโมเลกุลสี่คาร์บอนที่เรียกว่า oxaloacetate เพื่อผลิตโมเลกุลคาร์บอน 6 ตัว ออกซาโลอะซิเตต. ในชุดของขั้นตอนที่ให้ตัวพาอิเล็กตรอน NADH และ FADH₂ พร้อมกับพลังงานจำนวนเล็กน้อย (สอง ATP ต่อโมเลกุลกลูโคสต้นน้ำ) ซิเตรตจะถูกแปลงกลับเป็นออกซาโลอะซิเตต รวมสี่CO₂ ให้กับสิ่งแวดล้อมใน เครบส์ ไซเคิล.

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (ETC): บนเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย อิเล็กตรอนจาก NADH และ FADH₂ ใช้เพื่อยกระดับฟอสโฟรีเลชั่นของ ADP เพื่อให้ได้ ATP โดยที่ O₂ (โมเลกุลออกซิเจน) เป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย สิ่งนี้สร้าง 32 ถึง 34 ATP และ O₂ ถูกแปลงเป็นน้ำ (H₂อ.)

แม้ว่าจะไม่ใช่คำถามที่หลอกลวง แต่คำถามนี้ต้องมีข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับขีดจำกัดของคำถาม ไกลโคไลซิสเพียงอย่างเดียวไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนหนึ่งของการหายใจระดับเซลล์ เช่นเดียวกับในโปรคาริโอต แต่ในสิ่งมีชีวิตที่ใช้การหายใจแบบใช้ออกซิเจน และด้วยเหตุนี้จึงดำเนินการหายใจระดับเซลล์ตั้งแต่ต้นจนจบ glycolysis เป็นขั้นตอนแรกของกระบวนการและเป็นขั้นตอนที่จำเป็น

หากคุณถูกถามว่าจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนในการหายใจระดับเซลล์ในทุกขั้นตอนหรือไม่ คำตอบคือไม่ แต่ถ้าถามว่า การหายใจระดับเซลล์ ตามที่กำหนดโดยปกติต้องใช้ออกซิเจนเพื่อดำเนินการต่อ คำตอบคือใช่แน่นอน