Що необхідно для початку гліколізу?

Гліколіз - це процес отримання енергії у вигляді АТФ (аденозинтрифосфат) з шестивуглецевої молекули цукру глюкози (C₆H₁₂О₆). Ця серія з десяти реакцій швидкого вогню відбувається у всіх клітинах природи. В одноклітинних організмах, таких як бактерії, він майже завжди є єдиним джерелом клітинної енергії.

У багатоклітинних організмів, таких як тварини, рослини та гриби, які мають клітинне обладнання для використання кисню у своїх реакціях, гліколіз є лише першим кроком клітинного дихання. На молекулу глюкози виробляється клітинне дихання в цілому Від 36 до 38 АТФ, а лише гліколіз продукує лише два АТФ.

Після того як молекула глюкози дифундує в клітину через клітинну мембрану, вона має пару фосфатних груп, прикріплених до неї в процесі перебудови. Потім він розщеплюється навпіл, і в результаті ідентичні тривуглецеві молекули з часом стають піруват. Чистий приріст гліколізу становить два АТФ.

На більш гранульованому рівні гліколіз - це вилучення енергії, яка утримується у зв'язках молекул глюкози використання цієї енергії клітиною, при цьому вартість молекули глюкози розпадається на щось ще.

Десять різних реакцій гліколізу вимагають власної спеціалізації ферменти, які є білками, що значно прискорюють реакції всередині клітин. Клітина може контролювати швидкість гліколізу, а отже і швидкість енергетичної доступності, роблячи певні ферменти більш доступними або менш доступними.

Тільки глюкоза потрібна як реагент на самому початку гліколізу, але по дорозі потрібно забезпечити два АТФ, щоб підштовхнути процес до його середньої точки. Після розщеплення молекули процес вимагає постійного надходження НАД⁺ продовжити.

Примітно, що кисень є ні необхідний для гліколізу, а за його відсутності гліколіз можна продовжувати ферментацією. Цей процес перетворює піруват в лактат, і, таким чином, забезпечується вкрай необхідний НАД⁺ до гліколізу шляхом перетворення NADH₂.

Коли глюкоза потрапляє в клітину, вона фосфорилюється (тобто має фосфат, приєднаний ферментом). Потім він перетворюється в інший цукор із шести вуглеців, фруктоза. Ця молекула фосфорилюється вдруге під іншим атомом вуглецю, на цьому перша фаза гліколізу завершена.

Це часто називають "інвестиційна фаза" гліколізу, оскільки, хоча загальним результатом є забезпечення енергією, клітина спочатку повинна понести незначні втрати. Два АТФ, необхідні для забезпечення фосфатами на цій фазі, є, таким чином, інвестицією, але такою, яка завжди приносить свої плоди.

На початку т. Зв "фаза повернення" шестивуглецева, подвійно фосфорильована молекула фруктози розщеплюється на дві дуже схожі тривуглецеві молекули, кожна з яких має свою фосфатну групу; все одне швидко перетворюється в інше, гліцеральдегід-3-фосфат.

Ідентичні нині молекули переставляються і фосфорилюються і кілька разів переставляються в піруват (C₃H₄О₃). В кінцевих реакціях, для яких потрібен НАД⁺, молекули-близнюки віддають свої фосфати від імені АТФ, що означає, що ця фаза продукує чотири АТФ. Таким чином, гліколіз дає два АТФ в цілому після обліку двох "витрачених" АТФ у першій фазі.

Зрештою, продуктами гліколізу є піруват, НАДН₂, два звільнених атоми водню та АТФ. Оскільки вихідним продуктом є лише глюкоза, а АТФ з’являється пізніше, загальне рівняння гліколізу:

C.₆H₁₂О₆ + 2 АТФ + 2 НАД + 2 С.₃H₄О₃ + 4 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

Потім піруват рухається до мітохондрій для аеробне дихання якщо присутня достатня кількість кисню (а це у людини більшу частину часу), але залишається в цитоплазмі для бродіння до лактату, якщо рівень кисню недостатній.