În acest articol vom arunca o privire mai atentă asupra glicolizei aerobe, a proceselor acesteia și vom analiza etapele și etapele. Să facem cunoștință cu oxidarea anaerobă a glucozei, să aflăm despre modificările evolutive ale acestui proces și să stabilim semnificația sa biologică.
Ce este glicoliza
Glicoliza este una dintre cele trei forme de oxidare a glucozei, în care procesul de oxidare în sine este însoțit de eliberarea de energie, care este stocată în NADH și ATP. În procesul de glicoliză, dintr-o moleculă de glucoză se obțin două molecule de acid piruvic.
Glicoliza este un proces care are loc sub influența diverșilor catalizatori biologici – enzime. Principalul agent de oxidare este oxigenul - O2, cu toate acestea, procesele de glicoliză pot avea loc în absența acestuia. Acest tip de glicoliză se numește glicoliză anaerobă.
Procesul de glicoliză în absența oxigenului
Glicoliza anaerobă este un proces treptat de oxidare a glucozei în care glucoza nu este complet oxidată. Se formează o moleculă de acid piruvic. Și cu energiedin punct de vedere, glicoliza fără participarea oxigenului (anaerobă) este mai puțin benefică. Cu toate acestea, atunci când oxigenul intră în celulă, procesul de oxidare anaerobă se poate transforma într-unul aerob și poate continua într-o formă completă.
Mecanisme de glicoliză
Procesul de glicoliză este descompunerea glucozei cu șase atomi de carbon în piruvat cu trei atomi de carbon sub formă de două molecule. Procesul în sine este împărțit în 5 etape de pregătire și 5 etape în care energia este stocată în ATP.
Procesul de glicoliză în 2 pași și 10 pași este următorul:
- 1 etapa, etapa 1 - fosforilarea glucozei. La al șaselea carbon din glucoză, zaharida în sine este activată prin fosforilare.
- Pasul 2 - izomerizarea glucozei-6-fosfatului. În această etapă, fosfoglucoseimeraza transformă catalitic glucoza în fructoză-6-fosfat.
- Etapa 3 - Fructoza-6-fosfat și fosforilarea acestuia. Această etapă constă în formarea fructozei-1,6-difosfatului (aldolazei) prin acțiunea fosfofructokinazei-1, care însoțește gruparea fosforil de la acidul adenozin trifosforic la molecula de fructoză.
- Pasul 4 este procesul de scindare a aldolazei pentru a forma două molecule de trioză fosfat, și anume eldoză și cetoză.
- Etapa 5 - trioză fosfați și izomerizarea lor. În această etapă, gliceraldehida-3-fosfatul este trimis în etapele ulterioare de descompunere a glucozei, iar dihidroxiacetona fosfatul este transformat în formă de gliceraldehidă-3-fosfat sub influența enzimei.
- 2, etapa 6 (1) - Gliceraldehidă-3-fosfat și oxidarea acestuia - etapa în care această moleculă este oxidată și fosforilată ladifosfoglicerat-1, 3.
- Etapa 7 (2) - care vizează transferul grupării fosfat în ADP din 1,3-difosfoglicerat. Produșii finali ai acestei etape sunt formarea de 3-fosfoglicerat și ATP.
- Pasul 8 (3) - trecerea de la 3-fosfoglicerat la 2-fosfoglicerat. Acest proces are loc sub influența enzimei fosfoglicerat mutază. O condiție prealabilă pentru curgerea unei reacții chimice este prezența magneziului (Mg).
- Pasul 9 (4) - 2 fosfoglicerte deshidratate.
- Etapa 10 (5) - fosfații obținuți ca urmare a etapelor anterioare sunt transferați în ADP și PEP. Energia din fosfoenulpirovat este transferată în ADP. Reacția necesită prezența ionilor de potasiu (K) și magneziu (Mg).
Etapa
Forme modificate de glicoliză
Procesul de glicoliză poate fi însoțit de producția suplimentară de 1, 3 și 2, 3-bifosfoglicerați. 2,3-fosfogliceratul, sub influența catalizatorilor biologici, este capabil să revină la glicoliză și să treacă sub formă de 3-fosfoglicerat. Rolul acestor enzime este divers, de exemplu, 2, 3-bifosfogliceratul, aflat în hemoglobină, determină trecerea oxigenului în țesuturi, favorizând disocierea și scăzând afinitatea O2 și eritrocite.
Multe bacterii modifică formele de glicoliză în diferite stadii, reducându-le numărul total sau modificându-le sub influența diferitelor enzime. O mică parte din anaerobi au alte metode de descompunere a carbohidraților. Mulți termofili au doar 2 enzime de glicoliză, acestea sunt enolaza și piruvat kinaza.
Glicogen și amidon, dizaharide și alte tipuri de monozaharide
Glicoliza aerobă este un proces inerent altor tipuri de carbohidrați și în mod specific este inerent amidonului, glicogenului, majorității dizaharidelor (manoză, galactoză, fructoză, zaharoză și altele). Funcțiile tuturor tipurilor de carbohidrați vizează, în general, obținerea de energie, dar pot diferi în specificul scopului, utilizării, etc. De exemplu, glicogenul se pretează la glicogeneză, care de fapt este un mecanism fosfolitic care vizează obținerea de energie din descompunerea glicogenului. Glicogenul însuși poate fi stocat în organism ca sursă de rezervă de energie. Deci, de exemplu, glucoza obținută în timpul unei mese, dar neabsorbită de creier, se acumulează în ficat și va fi folosită atunci când există o lipsă de glucoză în organism pentru a proteja individul de perturbări grave ale homeostaziei.
Semnificația glicolizei
Glicoliza este un tip unic, dar nu singurul, de oxidare a glucozei din organism, celula atât a procariotelor, cât și a eucariotelor. Enzimele de glicoliză sunt solubile în apă. Reacția de glicoliză în unele țesuturi și celule poate avea loc numai în acest fel, de exemplu, în celulele nefronice ale creierului și ficatului. Alte modalități de oxidare a glucozei în aceste organe nu sunt utilizate. Cu toate acestea, funcțiile glicolizei nu sunt aceleași peste tot. De exemplu, țesutul adipos și ficatul în procesul de digestie extrag din glucoză substraturile necesare pentru sinteza grăsimilor. Multe plante folosesc glicoliza ca o modalitate de a extrage cea mai mare parte a energiei lor.
