Який остаточний кінцевий результат гліколізу?

Засоби, за допомогою яких клітини живої істоти витягують енергію із зв’язків в органічних молекулах, залежать від типу досліджуваного організму.

Прокаріоти (домени Бактерії та Археї) обмежені анаеробним диханням, оскільки вони не можуть використовувати кисень. Еукаріоти (домен Eukaryota, що включає тварин, рослини, протези та гриби), справді, включає кисень у свій організм метаболічних процесів і, як результат, може отримати набагато більше аденозинтрифосфату (АТФ) на молекулу палива, що надходить у система.

Однак усі клітини використовують десятиступеневий ряд реакцій, загально відомий як гліколіз. У прокаріотів це, як правило, єдиний засіб отримання АТФ, так званої «енергетичної валюти» всіх клітин.

У еукаріотів це перший крок у клітинному диханні, який також включає два аеробні шляхи: Цикл Кребса та електронно-транспортний ланцюг.

Об’єднаним кінцевим продуктом гліколізу є дві молекули пірувату на молекулу глюкози, що надходить у процес, плюс дві молекули АТФ і дві NADH, так званий високоенергетичний електронний носій.

Повною чистою реакцією гліколізу є:

C.₆H₁₂О₆ + 2 НАД⁺ + 2 ADP + 2 P → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

Етикетка "мережа" тут є критично важливою, оскільки насправді, потрібні два АТФ у першій частині гліколізу створити умови, необхідні для другої частини, в якій генеруються чотири АТФ, щоб довести загальний баланс до плюс-двох у стовпці АТФ.

Кожен етап гліколізу каталізується певним ферментом, як це прийнято для всіх клітинних метаболічних реакцій. Не тільки фермент впливає на кожну реакцію, але й кожен фермент, що бере участь, є специфічним для даної реакції. Отже, існує взаємозв'язок реагент-фермент "один на один".

Гліколіз зазвичай поділяється на дві фази, які вказують на задіяний енергетичний потік.

Фаза інвестування: Перші чотири реакції гліколізу включають фосфорилювання глюкози після її потрапляння в цитоплазму клітини; перегрупування цієї молекули в інший шестивуглецевий цукор (фруктоза); фосфорилювання цієї молекули на іншому вуглеці з отриманням сполуки з двома фосфатними групами; розщеплення цієї молекули на пару тривуглецевих проміжних продуктів, кожен із приєднаною власною фосфатною групою.

Етап виплат: Одним із двох фосфатосодержащих тривуглецевих сполук, створених при розщепленні фруктозо-1,6-бісфосфату, дигідроксиацетонфосфату (DHAP), є перетворюється в інший, гліцеральдегід-3-фосфат (G3P), що означає, що на цій стадії існують дві молекули G3P для кожної молекули глюкози, що надходить гліколіз.

Далі ці молекули фосфорилюються, і на наступних кількох етапах фосфати відшаровуються і використовуються для створення АТФ, коли тривуглецеві молекули переставляються у піруват. Попутно два NADH генеруються з NAD⁺, по одній на тривуглецеву молекулу.

Таким чином, чиста реакція вище задоволена, і тепер ви можете впевнено відповісти на питання: "В кінці гліколізу, які молекули отримують?"

У присутності кисню в клітинах еукаріотів піруват транспортується до органел, які називаються мітохондрії, про які все йдеться аеробне дихання. Піруват позбавляється вуглецю, який виходить із процесу у вигляді відходів вуглекислого газу (CO₂), і залишився позаду як актетил-кофермент А.

Цикл Кребса: У мітохондріальній матриці ацетил КоА поєднується з чотиривуглецевим з'єднанням оксалоацетатом, отримуючи цитрат із шестивуглецевої молекули. Ця молекула повертається до оксалоацетату з втратою двох CO₂ і приріст одного ATP, трьох NADH і одного FADH₂ (інший електронний носій) за хід циклу.

Це означає, що вам потрібно подвоїти ці цифри, щоб врахувати той факт, що два ацетил CoA потрапляють у Цикл Кребса на молекулу глюкози, що надходить у гліколіз.

Електронно-транспортний ланцюг: У цих реакціях, що відбуваються на мембрані мітохондрій, атоми водню (електрони) із вищезазначених електронних носіїв позбавляються молекул-носіїв, які використовуються для синтезу великої кількості АТФ, приблизно від 32 до 34 на "вищу" глюкозу молекула.