Як навчитися гліколізу

Гліколіз - це розбивка глюкоза, кільцеподібна молекула цукру, яка служить джерелом палива для всіх типів клітин у природі. Його хімічна формула може бути підсумована за такою чистою реакцією:

C.₆H₁₂О₆ + 2 НАД⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 СН₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 год⁺ + 2 год₂О

Словом, це означає: Молекула глюкози з шести вуглеців перетворюється на дві молекули пірувату, який містить три вуглеці, дві молекули АТФ та чотири іони водню.

Це досягається за допомогою АДФ, вільного фосфату та електронно-приймаючої молекули НАД⁺, який перетворюється НАДН під час реакції.

В прокаріоти, одноклітинні організми, які належать або домену Archaea, або домену бактерій, ця серія з 10 реакцій, що відбуваються в клітинній цитоплазмі, є єдиною грою в місті для синтезу аденозинтрифосфат (АТФ), "енергетична валюта", яку всі клітини використовують для керування своїми різними функціями.

В еукаріоти, які належать до домену Eukaryota_, гліколіз лише створює основу для серії реакцій в мітохондріях, які в сукупності відомі як аеробне дихання_.

Хоча може не знадобитися запам’ятовувати всі реактиви, продукти та ферменти в кожному з 10 кроки гліколізу, кілька прийомів можуть допомогти вам чітко скласти уявлення про весь процес розум.

Гліколіз включає "інвестиційну" фазу, в якій глюкоза фосфорилюється, переставляється і знову фосфорилюється з двома фосфатними групами, що надходять з АТФ (представлені ADP і P в реакція вище). Після цього відбувається розщеплення подвійно фосфорильованої молекули цукру на дві однакові однофосфорильовані тривуглецеві молекули та фаза "виплати".

У цій фазі "виграшу" кожна з однакових молекул знову фосфорилюється перед тим, як обидва фосфати на кожен тривуглецева молекула використовується для отримання АТФ, утворюючи 4 АТФ у цій фазі. По дорозі дві молекули переставляються у піруват.

Таким чином, для інвестиційної фази, яка вимагає 2 АТФ, а для фази виплат, що передбачає 4 АТФ, загалом На молекулу глюкози утворюється 2 АТФ переживають гліколіз.

Оскільки реакції гліколізу дотримуються логічної послідовності, досить простим способом вивчення гліколізу є просто запам’ятовування назв продуктів, що утворюються на кожному етапі. Це спрощується шляхом поділу процесу на чотири «інвестиційні» молекули та шість «вигідних» молекул, як показано нижче:

Глюкоза → Глюкоза-6-фосфат → Фруктоза-6-фосфат → Фруктоза-1,6-біфосфат →

Гліцеральдегід-3-фосфат → 1,3-біфосфогліцерат → 3-фосфогліцерат → 2-фосфогліцерат → фосфоенолпіруват → піруват

Зауважте, що фосфорилювання відбувається на кожному другому етапі (створення другого, четвертого та шостого продуктів загалом), тоді як дефосфорилювання відбувається відразу після останнього фосфорилювання та на завершальному етапі.

Деяким студентам корисно створювати власні мнемонічний, або пристрій пам’яті, щоб запам’ятати кроки гліколізу. Один із способів цього зробити - це написати молекули у скороченому вигляді та пов’язати їх із привабливою фразою. Наприклад:

1. Glu
2. G6P
3. Fr6P
4. Fr16P
5. Gla3P
6. 13BPG
7. 3PGly
8. 2PGly
9. PEPy
10. Py

Тут "Р" завжди певним чином представляє фосфатну групу. "Gla" та "Gly" означають "гліцеральдегід" та "гліцерат" відповідно. Про останні два продукти ви можете думати як про «бадьорий пиріг». Але знову-таки проявіть творчість і придумайте власну схему, якщо хочете.

В еукаріотичних клітинах піруват переміщується в органели, що називаються мітохондріями, де він зазнає Цикл Кребса а потім електронно-транспортний ланцюг реакції.

Ці процеси разом дають приблизно від 34 до 36 молекул АТФ на молекулу глюкози (до 38 в деяких ситуації), що потрапляють у гліколіз далеко "вище за течією", або приблизно в 17-18 разів більше енергії, ніж вихід гліколізу.