Гліколіз це процес, який виробляє енергію без присутності кисню. Це відбувається у всіх живих клітинах, починаючи від найпростіших одноклітинних прокаріотів і закінчуючи найбільшими і важкими тваринами. Все, для чого потрібно гліколіз відбутися є глюкоза, шестивуглецевий цукор з формулою С6H12О6, і цитоплазма клітини з її багатою щільністю гліколітичних ферментів (спеціальних білків, що прискорюють певні біохімічні реакції).
В прокаріоти, як тільки гліколіз закінчиться, клітина досягла межі вироблення енергії. В еукаріотиоднак, які мають мітохондрії і, отже, здатні завершити клітинне дихання до свого висновку, піруват, утворений при гліколізі додатково обробляється таким чином, що в підсумку дає більше ніж в 15 разів більше енергії, ніж лише гліколіз робить.
Гліколіз, Резюме
Після того, як молекула глюкози потрапляє в клітину, вона одразу має фосфатну групу, приєднану до одного зі своїх вуглеців. Потім він перетворюється у фосфорильовану молекулу фруктози, іншого цукру з шести вуглеців. Потім ця молекула знову фосфорилюється. Ці кроки вимагають інвестицій двох АТФ.
Потім шестивуглецева молекула розщеплюється на пару тривуглецевих молекул, кожна з яких має свій власний фосфат. Кожна з них знову фосфорилюється, отримуючи дві однакові подвійно фосфорильовані молекули. Оскільки вони перетворюються на піруват (C3H4О3), чотири фосфати використовуються для утворення чотирьох АТФ, для чистий приріст двох АТФ від гліколізу.
Продукти гліколізу
Як ви скоро побачите, за наявності кисню кінцевий продукт гліколізу становить від 36 до 38 молекули АТФ, при цьому вода і вуглекислий газ втрачаються в навколишнє середовище на трьох етапах клітинного дихання, наступних за гліколізом.
Але якщо вас попросять перерахувати продукти гліколізу, крапка, відповідь - дві молекули пірувату, дві НАДН та дві АТФ.
Аеробні реакції клітинного дихання
У еукаріотів, які мають достатню кількість кисню, піруват, що утворюється при гліколізі, проникає всередину мітохондрії, де вона зазнає низку трансформацій, які в підсумку дають багатство АТФ.
Реакція переходу: Два тривуглецеві пірувати перетворюються на пару двовуглецевих молекул ацетил кофермент А (ацетил КоА), який є ключовим учасником безлічі метаболічних реакцій. Це призводить до втрати пари вуглецю у вигляді вуглекислого газу, або CO2 (продукт відходів для людини та джерело їжі для рослин).
Цикл Кребса: Ацетил-КоА тепер поєднується з молекулою чотирьох вуглеців, яка називається оксалоацетатом, і утворюється шестивуглецева молекула оксалоацетат. У s серії кроків, що дають електрони-носії NADH і FADH2 разом з невеликою кількістю енергії (два АТФ на молекулу глюкози, що перебуває за течією), цитрат перетворюється назад в оксалоацетат. Всього чотири CO2 віддаються навколишньому середовищу в Цикл Кребса.
Електронно-транспортний ланцюг (ETC): На мембрані мітохондрій електрони з NADH та FADH2 використовуються для використання фосфорилювання АДФ з отриманням АТФ з О2 (молекулярний кисень) як кінцевий акцептор електронів. Це утворює від 32 до 34 АТФ і O2 перетворюється у воду (H2О).
Кисень необхідний для проведення клітинного дихання: справжнє чи хибне?
Хоча це не зовсім хитре питання, воно вимагає певного уточнення меж питання. Сам по собі гліколіз не обов'язково є частиною клітинного дихання, як у прокаріотів. Але в організмах, які використовують аеробне дихання і таким чином здійснюють клітинне дихання від початку до кінця, гліколіз є першим і необхідним кроком процесу.
Якщо вас запитали, чи потрібен кисень для кожного кроку клітинного дихання, відповідь - ні. Але якщо вас запитають, чи клітинне дихання оскільки зазвичай визначають, що для того, щоб продовжувати, потрібен кисень, відповідь є певним так.