Glikoliza: co to jest i jakie są jej 10 faz?

Glikoliza to proces chemiczny który umożliwia oddychanie i metabolizm komórkowy, w szczególności poprzez rozkład glukozy.

W tym artykule przyjrzymy się bardziej szczegółowo, czym jest i do czego służy glikoliza, a także 10 faz jej działania.

• Powiązany artykuł: „Jak cukier i tłuszcz działają w naszym mózgu?"

Co to jest glikoliza?

Termin „glikoliza” składa się z greckiego „glikozy”, co oznacza „cukier” i „liza”, co oznacza „rozpad”. W tym sensie glikoliza jest procesem, w którym skład glukozy jest modyfikowany w celu wydobycia wystarczającej ilości energii z korzyścią dla komórek. W rzeczywistości działa nie tylko jako źródło energii, ale także wpływa na aktywność komórek na różne sposoby, niekoniecznie generując dodatkową energię.

Na przykład wytwarza dużą wydajność cząsteczek, które umożliwiają metabolizm i oddychanie komórkowe zarówno tlenowe, jak i beztlenowe. Mówiąc ogólnie, aerob to rodzaj metabolizmu, który polega na pozyskiwaniu energii z cząsteczek organicznych z utleniania węgla przez tlen. W warunkach beztlenowych pierwiastkiem używanym do utleniania nie jest tlen, lecz siarczan lub azotan.

W tym samym czasie, glukoza to organiczna cząsteczka składająca się z 6-pierścieniowej membrany znajduje się we krwi i jest generalnie wynikiem przemiany węglowodanów w cukry. Aby dostać się do komórek, glukoza przechodzi przez białka odpowiedzialne za jej transport z zewnątrz z komórki do cytozolu (płynu wewnątrzkomórkowego, czyli płynu znajdującego się w centrum komórki).

Poprzez glikolizę glukoza jest przekształcana w kwas zwany „piwurianem” lub „pirogronianem”, który odgrywa bardzo ważną rolę w aktywności biochemicznej. Ten proces występuje w cytoplazmie (część komórki, która leży między jądrem a błoną). Ale aby glukoza stała się pirogronianem, musi wystąpić bardzo złożony mechanizm chemiczny składający się z różnych faz.

• Możesz być zainteresowany: "Główne typy komórek ludzkiego ciała"

Jego 10 faz

Glikoliza to proces badany od drugiej dekady XIX wieku, kiedy chemicy Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden i William Young zaczęli szczegółowo omawiać mechanizm fermentacja. Badania te pozwoliły poznać rozwój i różne formy reakcji w składzie molekuł.

Jest to jeden z najstarszych mechanizmów komórkowych i podobnie najszybszy sposób na pozyskanie energii i metabolizm węglowodanów. W tym celu konieczne jest zajście 10 różnych reakcji chemicznych, podzielonych na dwie duże fazy. Pierwsza polega na wydatkowaniu energii poprzez przekształcenie cząsteczki glukozy w dwie różne cząsteczki; natomiast druga faza to pozyskiwanie energii poprzez przekształcenie dwóch molekuł wytworzonych w poprzednim etapie.

To powiedziawszy, poniżej zobaczymy 10 faz glikolizy.

1. Heksokinaza

Pierwszym krokiem w glikolizie jest przekształcenie cząsteczki D-glukozy w cząsteczkę glukozo-6-fosforanu (cząsteczka glukozy ufosforylowana na węglu 6). Aby wywołać tę reakcję, musi uczestniczyć enzym znany jako heksokinaza, który ma funkcję aktywacji glukozy by mógł być wykorzystany w kolejnych procesach.

2. Izomeraza fosfoglukozy (izomeraza glukozy-6P)

Drugą reakcją glikolizy jest przekształcenie glukozo-6-fosforanu w fruktozo-6-fosforan. Dla tego musi działać enzym zwany izomerazą fosfoglukozy. Jest to faza definiowania składu cząsteczkowego, która pozwoli na konsolidację glikolizy w dwóch kolejnych etapach.

3. Fosfofruktokinaza

W tej fazie fruktozo-6-fosforan jest przekształcany w 1,6-bisfosforan fruktozy, poprzez działanie fosfofruktokinazy i magnezu. Jest to faza nieodwracalna, która powoduje, że glikoliza zaczyna się stabilizować.

• Powiązany artykuł: „10 zdrowych pokarmów bogatych w magnez"

4. Aldolasse

Teraz 1,6-bisfosforan fruktozy dzieli się na dwa cukry izomeryczne, czyli dwie cząsteczki o tym samym wzór, ale którego atomy są inaczej uporządkowane, a zatem mają również inne właściwości. Dwa cukry to fosforan dihydroksyacetonu (DHAP) i 3-fosforan aldehydu glicerynowego (GAP), a podział występuje z powodu aktywności enzymu aldolazy.

5. Izomeraza trifosforanowa

Etap 5 polega na zarezerwowaniu fosforanu aldehydu glicerynowego na kolejny etap glikolizy. W tym celu enzym zwany izomerazą trifosforanową musi działać w obrębie dwóch cukrów uzyskanych w poprzednim etapie (fosforan dihydroksyacetonu i 3-fosforan aldehydu glicerynowego). Tu kończy się pierwszy z wielkich etapów, które opisujemy na początku tej numeracji, którego funkcją jest generowanie wydatku energetycznego.

6. Dehydrogenaza gliceraldehydo-3-fosforanu

W tej fazie rozpoczyna się pozyskiwanie energii (w ciągu poprzednich 5 była ona tylko zużyta). Kontynuujemy z dwoma wcześniej wygenerowanymi cukrami, a ich aktywność jest następująca: produkować 1,3-bisfosfoglicerynian, przez dodanie nieorganicznego fosforanu do 3-fosforanu aldehydu glicerynowego.

Aby dodać ten fosforan, druga cząsteczka (dehydrogenaza aldehydo-3-glicerynowa) musi zostać odwodorniona. Oznacza to, że energia związku zaczyna wzrastać.

7. Kinaza fosfoglicerynianowa

W tej fazie następuje kolejny transfer fosforanu, aby móc utworzyć adenozynotrójfosforan i 3-fosfoglicerynian. Jest to cząsteczka 1,3-bisfosfoglicerynianu, która otrzymuje grupę fosforanową z kinazy fosfoglicerynianowej.

8. Mutaza fosfoglicerynianowa

Z powyższej reakcji otrzymano 3-fosfoglicerynian. Teraz konieczne jest wytworzenie 2-fosfoglicerynianu, poprzez działanie enzymu zwanego mutazą fosfoglicerynianową. Ten ostatni przenosi pozycję fosforanu z trzeciego węgla (C3) na drugi węgiel (C2) iw ten sposób otrzymuje się oczekiwaną cząsteczkę.

9. Enolaza

Enolaza jest odpowiedzialna za usuwanie cząsteczki wody z 2-fosfoglicerynianu. W ten sposób otrzymuje się prekursor kwasu pirogronowego i zbliżamy się do końca procesu glikolizy. Prekursorem tym jest fosfoenolopirogronian.

10. Kinaza pirogronianowa

Wreszcie następuje przeniesienie fosforu z fosfoenolopirogronianu do adenozynodifosforanu. Ta reakcja zachodzi w wyniku działania enzymu kinazy pirogronianowej i umożliwia glukozie zakończenie przekształcania się w kwas pirogronowy.

Odniesienia bibliograficzne:

• Glikoliza-10 kroków wyjaśniona krok po kroku z diagramem (2018). MicrobiologyInfo.com. Źródło 26 września 2018. Dostępne w https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.