Glykolyysi: mikä se on ja mitkä ovat sen 10 vaihetta?

Glykolyysi on kemiallinen prosessi joka sallii hengityksen ja solujen aineenvaihdunnan erityisesti glukoosin hajoamisen kautta.

Tässä artikkelissa näemme tarkemmin, mikä glykolyysi on ja mihin se on tarkoitettu, samoin kuin sen 10 toimintavaihetta.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Kuinka sokeri ja rasva toimivat aivoissa?"

Mikä on glykolyysi?

Termi "glykolyysi" koostuu kreikkalaisista "glykoista", mikä tarkoittaa "sokeria" ja "hajoamista", joka tarkoittaa "hajoamista". Tässä mielessä glykolyysi on prosessi, jolla glukoosin koostumusta modifioidaan riittävän energian saamiseksi solujen hyödyksi. Itse asiassa se toimii paitsi energianlähteenä myös vaikuttaa solujen aktiivisuuteen eri tavoin, välttämättä tuottamatta lisäenergiaa.

Esimerkiksi se tuottaa suuren saannon molekyyleistä, jotka mahdollistavat aineenvaihdunnan ja soluhengityksen sekä aerobisena että anaerobisena. Yleisesti ottaen aerobinen on eräänlainen aineenvaihdunta, joka koostuu energian ottamisesta orgaanisista molekyyleistä hiilen hapettumisesta hapella. Anaerobisessa muodossa hapetuksen aikaansaamiseksi käytetty elementti ei ole happi vaan sulfaatti tai nitraatti.

Samaan aikaan, glukoosi on orgaaninen molekyyli, joka koostuu 6-renkaisesta kalvosta veressä ja joka on yleensä seurausta hiilihydraattien muuttumisesta sokereiksi. Päästäkseen soluihin glukoosi kulkee proteiinien läpi, jotka ovat vastuussa sen kuljettamisesta ulkopuolelta solusta sytosoliin (solunsisäinen neste eli neste, joka löytyy solun keskiosasta) solut).

Glykolyysin kautta glukoosi muuttuu hapoksi nimeltä "pivuric" tai "pyruvaatti", jolla on erittäin tärkeä rooli biokemiallisessa aktiivisuudessa. Tämä prosessi esiintyy sytoplasmassa (solun osa, joka sijaitsee ytimen ja kalvon välissä). Mutta glukoosista tulee pyruvaatti, on tapahduttava hyvin monimutkainen kemiallinen mekanismi, joka koostuu eri vaiheista.

• Saatat olla kiinnostunut: "Ihmiskehon tärkeimmät solutyypit"

Sen 10 vaihetta

Glykolyysi on prosessi, jota on tutkittu 1800-luvun toisesta vuosikymmenestä lähtien, jolloin kemistit Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden ja William Young alkoivat yksityiskohtaisesti kuvata mekanismia käyminen. Nämä tutkimukset antoivat tietää molekyylien koostumuksen kehityksen ja erilaiset reaktiomuodot.

Se on yksi vanhimmista solumekanismeista, ja se on samoin nopein tapa saada energiaa ja metaboloida hiilihydraatteja. Tätä varten on välttämätöntä tapahtua 10 erilaista kemiallista reaktiota jaettuna kahteen suureen vaiheeseen. Ensimmäinen koostuu energian kuluttamisesta muuttamalla glukoosimolekyyli kahdeksi eri molekyyliksi; kun taas toinen vaihe saa energiaa muuntamalla kaksi edellisessä vaiheessa syntynyttä molekyyliä.

Siitä huolimatta näemme glykolyysin 10 vaihetta alla.

1. Heksokinaasi

Ensimmäinen vaihe glykolyysissä on muuntaa D-glukoosimolekyyli glukoosi-6-fosfaattimolekyyliksi (glukoosimolekyyli, joka on fosforyloitunut hiilessä 6). Tämän reaktion aikaansaamiseksi heksokinaasina tunnetun entsyymin on osallistuttava, ja sen tehtävänä on aktivoida glukoosi jotta sitä voidaan käyttää seuraavissa prosesseissa.

2. Fosfoglukoosi-isomeraasi (glukoosi-6 P-isomeraasi)

Glykolyysin toinen reaktio on glukoosi-6-fosfaatin muuttuminen fruktoosi-6-fosfaatiksi. Sitä varten fosfoglukoosi-isomeraasin nimeltä entsyymin on toimittava. Tämä on molekyylikoostumuksen määrittelyvaihe, joka mahdollistaa glykolyysin konsolidoitumisen seuraavissa kahdessa vaiheessa.

3. Fosfofruktokinaasi

Tässä vaiheessa fruktoosi-6-fosfaatti muuttuu fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi, fosfofruktokinaasin ja magnesiumin vaikutuksesta. Se on peruuttamaton vaihe, joka aiheuttaa glykolyysin alkavan vakautua.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "10 terveellistä, runsaasti magnesiumia sisältävää ruokaa"

4. Aldolasse

Nyt fruktoosi-1,6-bisfosfaatti on jaettu kahteen isomeeriseen sokeriin, toisin sanoen kahteen molekyyliin, joilla on sama mutta joiden atomit ovat järjestetty eri tavalla, joten niillä on myös erilaiset ominaisuudet. Kaksi sokeria ovat dihydroksiasetonifosfaatti (DHAP) ja glyseraldehydi-3-fosfaatti (GAP), ja jako tapahtuu aldolaasientsyymin aktiivisuuden vuoksi.

5. Trifosfaatti-isomeraasi

Vaihe numero 5 koostuu glyseraldehydifosfaatin varaamisesta seuraavaa glykolyysivaihetta varten. Tätä varten entsyymin, jota kutsutaan trifosfaatti-isomeraasiksi, on toimittava kahdessa edellisessä vaiheessa saadussa sokerissa (dihydroksiasetonifosfaatti ja glyseraldehydi-3-fosfaatti). Täällä loppuu ensimmäinen numeroinnin alussa kuvailemamme suuri vaihe, jonka tehtävänä on tuottaa energiankulutusta.

6. Glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi

Tässä vaiheessa energian hankkiminen alkaa (edellisen viiden aikana se oli vain käytetty). Jatkamme kahdella aiemmin tuotetulla sokerilla ja niiden aktiivisuus on seuraava: tuottaa 1,3-bisfosfoglyseraattialisäämällä epäorgaanista fosfaattia glyseraldehydi-3-fosfaattiin.

Tämän fosfaatin lisäämiseksi toinen molekyyli (glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi) on dehydratoitava. Tämä tarkoittaa, että yhdisteen energia alkaa kasvaa.

7. Fosfoglyseraattikinaasi

Tässä vaiheessa tapahtuu toinen fosfaatin siirto, jotta voidaan muodostaa adenosiinitrifosfaatti ja 3-fosfoglyseraatti. Se on 1,3-bisfosfoglysereraattimolekyyli, joka vastaanottaa fosfaattiryhmän fosfoglyseraattikinaasista.

8. Fosfoglyseraattimutaasi

Edellä esitetystä reaktiosta saatiin 3-fosfoglyseraatti. Nyt on välttämätöntä tuottaa 2-fosfoglyseraatti, fosfoglyseraattimutaasiksi kutsutun entsyymin vaikutuksesta. Jälkimmäinen siirtää fosfaatin aseman kolmannesta hiilestä (C3) toiseen hiileen (C2), ja näin saadaan odotettu molekyyli.

9. Enolase

Enolaasi-niminen entsyymi on vastuussa vesimolekyylin 2-fosfoglyseraatin poistamisesta. Tällä tavalla saadaan pyruviinihapon edeltäjä ja olemme lähellä glykolyysiprosessin loppua. Tämä esiaste on fosfoenolipyruvaatti.

10. Pyruvaattikinaasi

Lopuksi fosfori siirtyy fosfoenolipyruvaatista adenosiinidifosfaattiin. Tämä reaktio tapahtuu pyruvaattikinaasientsyymin vaikutuksesta ja antaa glukoosin lopettaa transformoitumisen pyruviinihapoksi.

Bibliografiset viitteet:

• Glyolyysi-10-vaiheet selittivät vaiheet vaiheittain kaavion (2018) avulla. MicrobiologyInfo.com. Haettu 26. syyskuuta 2018. Saatavilla https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.