Гліколіз - це перетворення шестивуглецевої молекули цукру глюкоза до двох молекул тривуглецевої сполуки піруват і трохи енергії у формі АТФ (аденозинтрифосфат) і NADH (молекула "електрононосія"). Це відбувається у всіх клітинах, як прокаріотичних (тобто тих, які, як правило, не мають аеробних здібностей дихання) та еукаріотичні (тобто ті, що мають органели та використовують клітинне дихання в ньому повністю).
Піруват утворюється при гліколізі, процес, який сам не потребує кисню, протікає еукаріотів до мітохондрій для аеробне дихання, першим кроком якого є перетворення пірувату в ацетил КоА (ацетил кофермент А).
Але якщо кисню немає або клітині не вистачає способів виконувати аеробне дихання (як це робиться у більшості прокаріотів), піруват стає чимось іншим. В анаеробне дихання, в що перетворюються дві молекули пірувату?
Гліколіз: джерело пірувату
Гліколіз - це перетворення однієї молекули глюкози, С6H12О6, до двох молекул пірувату, С3H4О3, з деякими АТФ, іонами водню та НАДН, що утворюються на шляху за допомогою попередників АТФ та НАДН:
C.6H12О6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi → 2 С3H4О3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 АТФ
Ось Pi виступає за "неорганічний фосфат, "або вільна фосфатна група, не приєднана до молекули, що містить вуглець. ADP є аденозиндифосфат, який відрізняється від ADP, як ви могли здогадатися, єдиною вільною фосфатною групою.
Переробка пірувату у еукаріотів
Як і в анаеробних умовах, кінцевим продуктом гліколізу в аеробних умовах є піруват. Те, що відбувається з піруватом в аеробних умовах, і лише в аеробних умовах, є аеробне дихання (ініційована мостовою реакцією, що передує циклу Кребса). В анаеробних умовах з піруватом відбувається його перетворення в лактат, що допомагає утримувати гліколіз вгору по течії.
Перш ніж уважно розглянути долю пірувату в анаеробних умовах, варто поглянути на те, що відбувається до цієї захоплюючої молекули в нормальних умовах, які ви самі зазвичай відчуваєте - прямо зараз приклад.
Окислення пірувату: реакція моста
Мостова реакція, яку також називають реакція переходу, відбувається в мітохондріях еукаріотів і включає декарбоксилювання пірувату з утворенням ацетату, молекули двовуглецю. До ацетату додають молекулу коферменту А з утворенням ацетил коферменту А або ацетил КоА. Потім ця молекула надходить цикл Кребса.
У цей момент вуглекислий газ виводиться у вигляді відходів. Енергія не потрібна, а також не збирається у вигляді АТФ або NADH.
Аеробне дихання після пірувату
Аеробне дихання завершує процес клітинного дихання і включає цикл Кребса і електронно-транспортний ланцюг, як в мітохондріях.
У циклі Кребса ацетил КоА змішується з молекулою чотирьох вуглеців, яка називається оксалоацетат, продукт якого послідовно знову відновлюється до оксалоацетату; мало АТФ і багато електронних носіїв.
Електронно-транспортний ланцюг використовує енергію в електронах у вищезазначених носіях для отримання великої кількості АТФ, з киснем як кінцевий акцептор електронів, щоб утримати весь процес від резервного копіювання далеко вгору, при гліколізі
Бродіння: Молочна кислота
Коли аеробне дихання не є можливим (як у прокаріотів) або аеробна система вичерпана, оскільки ланцюг транспорту електронів був насичений (як при високоінтенсивних або анаеробних вправах на м’язи людини), гліколіз більше не може тривати, оскільки більше немає джерела NAD_, щоб утримувати його збирається.
Для цього у ваших клітин є обхідний шлях. Піруват можна перетворити на молочну кислоту або лактат, щоб утворити достатньо НАД +, щоб тримати гликоліз на деякий час.
C.3H4О3 + NADH → NAD+ + С3H5О3
Це генезис горезвісного "опіку молочною кислотою", який ви відчуваєте під час інтенсивних м'язових вправ, таких як підняття тягарів або загальний набір спринтів.