Περιεχόμενο
- Γλυκόλυση έναντι κυτταρικής αναπνοής
- Αντιδραστήρια Γλυκόλυσης
- Τα αρχικά στάδια της γλυκόλυσης: επενδυτική φάση
- Τα τελικά στάδια της γλυκόλυσης: Φάση επιστροφής
- Προϊόντα Γλυκόλυσης
- Πού πηγαίνουν τα προϊόντα γλυκόλυσης;
Γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα που χρησιμοποιείται από όλα τα ζωντανά κύτταρα για να εξαχθεί ενέργεια από ένα θρεπτικό μόριο (στην περίπτωση αυτή, γλυκόζη, ένα ζάχαρο έξι-άνθρακα). Σε ορισμένα κύτταρα, κυρίως εκείνα των προκαρυωτικών, είναι επίσης το τελευταίο βήμα, καθώς αυτά τα κύτταρα δεν είναι εξοπλισμένα για να πραγματοποιήσουν την κυτταρική αναπνοή (γλυκόλυση συν τις αερόβιες αντιδράσεις που ακολουθούν σε ευκαρυωτικά) στο σύνολό της.
Η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων και οδηγεί σε καθαρό κέρδος δύο ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη, το νουκλεοτίδιο που χρησιμοποιείται από τα κύτταρα για τις ενεργειακές του ανάγκες).
Υπάρχουν 10 βήματα γλυκόλυσης σε όλα, αλλά δεν χρειάζεται να απομνημονεύσετε και τα 10 και τα σχετικά ένζυμα για να έχετε μια πλήρη κατανόηση του μονοπατιού. Πιο σημαντικό από το να γνωρίζουμε τη σειρά των αντιδράσεων κατά λέξη είναι να γνωρίζουμε τα αντιδραστήρια, τα προϊόντα και τις συνθήκες υπό τις οποίες εκτυλίσσεται η γλυκόλυση.
Γλυκόλυση έναντι κυτταρικής αναπνοής
Ερώτηση: Ποια από τα παρακάτω είναι προϊόντα του κυτταρική αναπνοή?
Α. Γλυκόζη. Β. Πυρουβικό οξύ. Γ. Διοξείδιο του άνθρακα. Δ. Ακετυλ CoA
Η απάντηση είναι ντο, μόνο διοξείδιο του άνθρακα. Η γλυκόζη είναι ένα αντιδραστήριο κυτταρικής αναπνοής (και της γλυκόλυσης, το πρώτο βήμα), ενώ οι άλλοι είναι ενδιάμεσα κατά μήκος της οδού από την παραγωγή ολικού 36 έως 38 ΑΤΡ από τη γλυκόζη εφ 'όσον υπάρχει οξυγόνο. Το πυροσταφυλικό είναι προϊόν του γλυκόλυση. Το Acetyl CoA είναι φτιαγμένο από πυροσταφυλικό στα μιτοχόνδρια, όπου εισέρχεται τότε στον κύκλο του Krebs.
Αντιδραστήρια Γλυκόλυσης
Γλυκόζη, με τον τύπο ντο6H12Ο6, έχει εξαγωνικό δακτύλιο έξι ατόμων στο κέντρο του που περιλαμβάνει πέντε άνθρακες και ένα άτομο οξυγόνου. Κατά την έναρξη της γλυκόλυσης, είναι το μόνο αντιδραστήριο στο μείγμα. Κατά μήκος της πορείας, ωστόσο, χρειάζονται φωσφορικές ομάδες για τα στάδια φωσφορυλίωσης (δηλ., Προσθήκη φωσφορικών ομάδων σε παράγωγα γλυκόζης.
Επιπροσθέτως, οι αντιδράσεις απαιτούν εισαγωγή δύο μορίων NAD+, η οποία μετατρέπεται στην υδρογονωμένη (μειωμένη) μορφή της κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης.
Τα αρχικά στάδια της γλυκόλυσης: επενδυτική φάση
Η γλυκόζη φωσφορυλιώνεται όταν εισέρχεται σε ένα κύτταρο με διάχυση μέσω της μεμβράνης πλάσματος. Στη συνέχεια αναδιατάσσεται σε ένα παράγωγο φρουκτόζης και στη συνέχεια φωσφορυλιώνεται μια δεύτερη φορά για να δώσει 1,6-διφωσφορική φρουκτόζη. Αυτές οι δύο αντιδράσεις φωσφορυλίωσης απαιτούν την εισαγωγή δύο ΑΤΡ, η οποία υδρολύεται σε ΑϋΡ (διφωσφορική αδενοσίνη) για να επιτραπεί αυτό να συμβεί.
Στο τέλος αυτής της φάσης, το μόριο των έξι ατόμων άνθρακα διαιρείται σε ένα ζεύγος μορίων τριών ατόμων άνθρακα. Έτσι τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα σε κάθε βήμα που απαριθμούνται από αυτό το σημείο πρέπει να διπλασιαστούν προκειμένου να διατηρηθεί μια σωστή καταγραφή της γλυκόλυσης στο σύνολό της.
Τα τελικά στάδια της γλυκόλυσης: Φάση επιστροφής
Με το δεύτερο μέρος της γλυκόλυσης που βρίσκεται σε εξέλιξη, δύο μόρια τριών ατόμων άνθρακα του 3-φωσφορική γλυκεραλδεϋδη μετατρέπονται σε πυροσταφυλικό (C3H4Ο3) σε μια σειρά βημάτων. Όλα αυτά περιλαμβάνουν αναδιατάξεις, και ένα από αυτά περιλαμβάνει ένα ακόμη βήμα φωσφορυλίωσης.
Επίσης, στη φάση επιστροφής, δύο μόρια NAD+ (δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμιδίου, ένας φορέας ηλεκτρονίων που απαιτείται αργότερα στις αντιδράσεις αερόβιας αναπνοής) μετασχηματίζονται σε δύο NADH και δύο H+ (ιόν υδρογόνου).
Στο τέλος, οι δύο φωσφορικές ομάδες σε κάθε ένα από τα δύο μόρια τριών-άνθρακα χρησιμοποιούνται για να παράγουν ΑΤΡ, πράγμα που σημαίνει ότι παράγονται τέσσερις ΑΤΡ σε αυτή τη φάση. Αν αφαιρεθούν τα δύο ΑΤΡ που απαιτούνται κατά τη φάση της επένδυσης, είναι σαφές ότι συνολικά δύο ΑΤΡ προέρχονται από ένα μόριο γλυκόζης κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης.
Προϊόντα Γλυκόλυσης
Η πλήρης (καθαρή) αντίδραση της γλυκόλυσης παρατίθεται διαφορετικά σε διαφορετικές πηγές, αλλά αυτές οι διαφορές είναι θέμα της απόφασης του συντάκτη να συμπεριλάβει ορισμένα ενδιάμεσα ως μέρος της καθαρής αντίδρασης. Μια ακριβής αναπαράσταση είναι
ντο6H12Ο6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2C3H4Ο6 + 2 ΑΤΡ + 2 Η + + 2 NADH
Εδώ, το Pi είναι ανόργανο φωσφορικό, που προέρχεται από την προαναφερθείσα υδρόλυση του ΑΤΡ.
Πού πηγαίνουν τα προϊόντα γλυκόλυσης;
Στη συνέχεια, το πυροσταφυλικό προϊόν εισέρχεται στα μιτοχόνδρια, όπου μετατρέπεται σε ακετυλ CoA. Αυτό το μόριο εισέρχεται στον κύκλο του Krebs αερόβιας αναπνοής και τελικά, μετά τις αντιδράσεις της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, Τα 36 έως 38 ΑΤΡ παράγονται από ένα μόριο γλυκόζης στη διαδικασία κυτταρικής αναπνοής, συμπεριλαμβανομένων των δύο ATP από τη γλυκόλυση.