ผลลัพธ์สุดท้ายของ Glycolysis คืออะไร?

วิธีการที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตดึงพลังงานจากพันธะในโมเลกุลอินทรีย์ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิตที่กำลังศึกษา

โปรคาริโอต (โดเมนของแบคทีเรียและอาร์เคีย) ถูกจำกัดการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพราะไม่สามารถใช้ออกซิเจนได้ ยูคาริโอต (โดเมนของยูคาริโอต ซึ่งรวมถึงสัตว์ พืช โปรติซิส และเชื้อรา) รวมออกซิเจนไว้ใน กระบวนการเมตาบอลิซึมและเป็นผลให้สามารถรับอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ต่อโมเลกุลเชื้อเพลิงที่เข้าสู่ .มากขึ้น ระบบ.

อย่างไรก็ตาม เซลล์ทั้งหมดใช้ประโยชน์จากชุดปฏิกิริยาสิบขั้นตอนที่เรียกรวมกันว่า ไกลโคไลซิส. ในโปรคาริโอต นี่เป็นวิธีเดียวในการได้รับ ATP ซึ่งเรียกว่า "สกุลเงินพลังงาน" ของทุกเซลล์

ในยูคาริโอต เป็นขั้นตอนแรกในการหายใจระดับเซลล์ ซึ่งรวมถึงเส้นทางแอโรบิกสองทาง: เครบส์ ไซเคิล และ ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน.

ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่รวมกันของไกลโคไลซิสคือสองโมเลกุลของไพรูเวตต่อโมเลกุลของกลูโคสที่เข้าสู่กระบวนการ บวกกับสองโมเลกุลของ ATP และอีกสองของ NADH ซึ่งเป็นพาหะอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่เรียกว่า

ปฏิกิริยาสุทธิที่สมบูรณ์ของไกลโคไลซิสคือ:

ค₆โฮ₁₂อู๋₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C=O)COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

ป้ายกำกับ "net" เป็นสิ่งสำคัญที่นี่ เพราะในความเป็นจริง จำเป็นต้องใช้ ATP สองตัว ในส่วนแรกของ glycolysis เพื่อสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับส่วนที่สอง ซึ่งสร้าง ATP สี่ตัวเพื่อให้งบดุลโดยรวมมีค่าบวกสองในคอลัมน์ ATP

แต่ละขั้นตอนใน glycolysis จะถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์เฉพาะ ตามปกติของปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมของเซลล์ทั้งหมด ปฏิกิริยาทุกอย่างไม่เพียงได้รับอิทธิพลจากเอนไซม์เท่านั้น แต่เอนไซม์แต่ละตัวที่เกี่ยวข้องนั้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับปฏิกิริยาที่เป็นปัญหา ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์แบบตัวต่อตัวกับตัวทำปฏิกิริยากับเอนไซม์

โดยทั่วไปแล้วไกลโคไลซิสจะแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนซึ่งบ่งชี้ถึงการไหลของพลังงานที่เกี่ยวข้อง

ขั้นตอนการลงทุน: ปฏิกิริยาสี่ประการแรกของ glycolysis ได้แก่ phosphorylation ของกลูโคสหลังจากที่เข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์ การจัดเรียงใหม่ของโมเลกุลนี้เป็นน้ำตาลหกคาร์บอน (ฟรุกโตส); ฟอสโฟรีเลชั่นของโมเลกุลนี้ที่คาร์บอนต่างกันเพื่อให้เกิดสารประกอบที่มีสองกลุ่มฟอสเฟต การแยกโมเลกุลนี้ออกเป็นคู่ของตัวกลางคาร์บอนสามตัว โดยแต่ละตัวมีหมู่ฟอสเฟตของตัวเองติดอยู่

ระยะการจ่ายเงิน: หนึ่งในสองสารประกอบสามคาร์บอนที่มีฟอสเฟตที่สร้างขึ้นในการแตกตัวของฟรุกโตส-1,6-บิสฟอสเฟต, ไดไฮดรอกซีอะซิโตน ฟอสเฟต (DHAP) คือ แปลงเป็น glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) อีกอันหนึ่งหมายความว่ามี G3P สองโมเลกุลอยู่ในขั้นตอนนี้สำหรับโมเลกุลกลูโคสทุกตัวที่เข้ามา ไกลโคไลซิส

ถัดไป โมเลกุลเหล่านี้ถูกฟอสโฟรีเลต และในหลายๆ ขั้นตอนต่อจากนี้ ฟอสเฟตจะถูกลอกออกและใช้เพื่อสร้าง ATP เนื่องจากโมเลกุลสามคาร์บอนถูกจัดเรียงใหม่เป็นไพรูเวต ระหว่างทางจะมีการสร้าง NADH สองรายการจาก NAD⁺หนึ่งตัวต่อโมเลกุลคาร์บอนสามตัว

ดังนั้นปฏิกิริยาสุทธิข้างต้นจึงได้รับความพึงพอใจ และขณะนี้คุณสามารถตอบคำถามได้อย่างมั่นใจ "เมื่อสิ้นสุดไกลโคไลซิส ได้โมเลกุลใดบ้าง"

เมื่อมีออกซิเจนในเซลล์ยูคาริโอต ไพรูเวตจะถูกส่งไปยังออร์แกเนลล์ที่เรียกว่า ไมโตคอนเดรียซึ่งล้วนเกี่ยวกับ การหายใจแบบแอโรบิก. ไพรูเวตถูกขับออกจากคาร์บอนซึ่งออกจากกระบวนการในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ของเสียของผลิตภัณฑ์₂) และทิ้งไว้เป็นแอกเททิล โคเอ็นไซม์ เอ

รอบเครบส์: ในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย อะเซทิล CoA รวมกับออกซาโลอะซีเตตของสารประกอบสี่คาร์บอนเพื่อให้ได้โมเลกุลซิเตรตหกคาร์บอน โมเลกุลนี้ถูกตัดกลับลงไปเป็นออกซาโลอะซิเตต โดยสูญเสีย CO. สองอัน₂ และได้รับหนึ่ง ATP, สาม NADH และหนึ่ง FADH₂ (พาหะอิเล็กตรอนอีกตัวหนึ่ง) ต่อรอบของวัฏจักร

ซึ่งหมายความว่าคุณต้องเพิ่มตัวเลขเหล่านี้เป็นสองเท่าเพื่อพิจารณาความจริงที่ว่าสอง acetyl CoA เข้าสู่ เครบส์ ไซเคิล ต่อโมเลกุลของกลูโคสเข้าสู่ไกลโคไลซิส

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน: ในปฏิกิริยาเหล่านี้ซึ่งเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย อะตอมของไฮโดรเจน (อิเล็กตรอน) จากตัวพาอิเล็กตรอนดังกล่าว ถูกดึงออกจากโมเลกุลของพาหะที่ใช้ในการขับเคลื่อนการสังเคราะห์ ATP จำนวนมาก ประมาณ 32 ถึง 34 ต่อกลูโคส "ต้นน้ำ" โมเลกุล