Innhold
- Glykolyse mot cellulær respirasjon
- Reaktanter av glykolyse
- De første trinnene for glykolyse: investeringsfase
- De siste trinnene for glykolyse: returfase
- Produkter av glykolyse
- Hvor går glykolyseprodukter?
glykolyse er det første trinnet som brukes av alle levende celler for å trekke ut energi fra et næringsmolekyl (i dette tilfellet, glukose, et seks-karbon sukker). I noen celler, spesielt de fra prokaryoter, er det også det siste trinnet, da disse cellene ikke er utstyrt for å utføre cellulær respirasjon (glykolyse pluss de aerobe reaksjonene som følger i eukaryoter) i sin helhet.
Glykolyse foregår i cytoplasma av celler og resulterer i en nettogevinst på to ATP (adenosintriphoshate, nukleotidet som brukes av celler til dets energibehov).
Det er 10 glykolysetrinn i alt, men du trenger ikke å huske alle 10 og deres tilknyttede enzymer for å ha en solid forståelse av banen som en helhet. Viktigere enn å kjenne til reaksjonsserien ordrett er å være klar over reaktantene, produktene og forholdene under som glykolyse utspiller seg.
Glykolyse mot cellulær respirasjon
Spørsmål: Hvilke av følgende er Produkter av cellulær respirasjon?
A. glukose; B. Pyruvat; C. Karbondioksid; D. Acetyl CoA
Svaret er C, bare karbondioksid. Glukose er en reaktant for cellulær respirasjon (og av glykolyse, det første trinnet), mens de andre er mellomprodukter underveis fra å avlede totalt 36 til 38 ATP fra glukose så lenge oksygen er til stede. Pyruvat er et produkt av glykolyse; Acetyl CoA er laget av pyruvat i mitokondriene, hvor den deretter går inn i Krebs-syklusen.
Reaktanter av glykolyse
Glukose, med formelen C6H12O6, har en seks-atom-sekskantet ring i midten som inkluderer fem karbonatomer og et oksygenatom. Ved begynnelsen av glykolyse er det den eneste reaktanten i blandingen. Underveis er fosfatgrupper imidlertid nødvendig for fosforyleringstrinnene (dvs. tilsetningen av fosfatgrupper til glukosederivater.
I tillegg krever reaksjonene en tilførsel av to molekyler av NAD+, som omdannes til den hydrogenerte (reduserte) formen under glykolyse.
De første trinnene for glykolyse: investeringsfase
Glukose fosforyleres når den kommer inn i en celle ved diffusjon gjennom plasmamembranen. Det omorganiseres deretter til et fruktosederivat og fosforyleres deretter en gang til for å gi fruktose-1,6-hydrogenfosfat. Disse to fosforyleringsreaksjonene krever tilførsel av to ATP, som hydrolyseres til ADP (adenosindifosfat) for å la dette skje.
På slutten av denne fasen blir seks-karbonmolekylet delt opp i et par tre-karbonmolekyler. Reaktantene og produktene i hvert trinn som er oppført fra dette punktet, må derfor dobles for å opprettholde en korrekt redegjørelse for glykolysen som helhet.
De siste trinnene for glykolyse: returfase
Med den andre delen av glykolyse i gang, to tre-karbon molekyler av glyseraldehyd-3-fosfat blir omgjort til pyruvat (C3H4O3) i en serie trinn. Disse involverer alle omorganiseringer, og en av dem innebærer enda et fosforyleringstrinn.
Også i returfasen to molekyler av NAD+ (nikotinamid adenindinukleotid, en elektronbærer som er nødvendig senere i reaksjonene ved aerob respirasjon) blir omdannet til to NADH og to H+ (et hydrogenion).
Til slutt blir de to fosfatgruppene på hver av de to tre-karbonmolekylene brukt til å lage ATP, noe som betyr at fire ATP blir generert i denne fasen. Å trekke fra de to ATP-ene som trengs i investeringsfasen, er det tydelig at totalt to ATP er avledet fra ett molekyl glukose under glykolyse.
Produkter av glykolyse
Den komplette (netto) reaksjonen med glykolyse er listet annerledes i forskjellige kilder, men disse forskjellene er et spørsmål om forfatterens beslutning om å inkludere visse mellomprodukter som en del av nettreaksjonen. En nøyaktig representasjon er
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Her er Pi uorganisk fosfat, avledet fra den nevnte hydrolyse av ATP.
Hvor går glykolyseprodukter?
Pyruvatet kommer deretter inn i mitokondriene, hvor det omdannes til acetyl CoA. Dette molekylet går inn i Krebs-syklusen for aerob respirasjon, og til slutt, etter reaksjonene fra elektrontransportkjeden, 36 til 38 ATP genereres fra et molekyl av glukose i prosessen med cellulær respirasjon, inkludert de to ATP fra glykolyse.