תוֹכֶן
- גליקוליזה לעומת נשימה סלולרית
- מגיבים לגליקוליזה
- הצעדים הראשונים של גליקוליזה: שלב השקעה
- השלבים הסופיים של גליקוליזה: שלב חזרה
- מוצרים של גליקוליזה
- לאן הולכים מוצרי גליקוליזה?
גליקוליזה הוא הצעד הראשון שמשמש את כל התאים החיים כדי להפיק אנרגיה ממולקולת תזונתית (במקרה זה, גלוקוזה, סוכר שישה פחמן). בחלק מהתאים, בעיקר אלו של הפרוקריוטים, זהו גם השלב האחרון, מכיוון שתאים אלה אינם מצוידים לבצע הנשימה תאית (גליקוליזה בתוספת התגובות האירוביות העוקבות באיקריוטות) במלואן.
גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של התאים ומביאה לרווח נקי של שני ATP (אדנוזין טריפוזאט, הנוקלאוטיד שמשמש את התאים לצרכי האנרגיה שלו).
ישנם 10 שלבי גליקוליזה בסך הכל, אך אינך צריך לשנן את כל 10 האנזימים הקשורים אליהם כדי להבין את המסלול בכללותו. חשוב יותר מכדי לדעת את סדרת התגובות במילולית, הוא להיות מודע להגיבים, לתוצרים ולתנאים שבהם הגליקוליזה מתגלה.
גליקוליזה לעומת נשימה סלולרית
שאלה: אילו מהבאים הם מוצרים של נשימה תאית?
א גלוקוז; ב. פירובטה; ג. פחמן דו חמצני; D. Acetyl CoA
התשובה היא ג, פחמן דו חמצני בלבד. הגלוקוזה היא מגיב של הנשימה תאית (ושל גליקוליזה, הצעד הראשון), בעוד שהאחרים הם אמצעי ביניים לאורך הדרך מהופקת סה"כ 36-38 ATP מגלוקוז כל עוד קיים חמצן. פירובט הוא תוצר של גליקוליזה; אצטיל CoA מיוצר מפירובה במיטוכונדריה, שם הוא נכנס למחזור קרבס.
מגיבים לגליקוליזה
גלוקוזה, עם הנוסחה ג6ח12O6, במרכזו טבעת משושה אטום של שישה אטומים הכוללת חמישה פחמן ואטום חמצן. עם תחילת הגליקוליזה, זהו המגיב היחיד בתערובת. אולם לאורך הדרך דרושות קבוצות פוספטים לצעדים של זרחן (כלומר הוספת קבוצות פוספט לנגזרות גלוקוזיות).
בנוסף, התגובות דורשות הזנה של שתי מולקולות של נאד+, המומר לצורתו המוגבלת (המופחתת) במהלך גליקוליזה.
הצעדים הראשונים של גליקוליזה: שלב השקעה
גלוקוז זרחתי כאשר הוא נכנס לתא על ידי דיפוזיה דרך קרום הפלזמה. לאחר מכן הוא מסודר מחדש לנגזרת של פרוקטוז ואז זורק את הפוספורציה פעם שנייה כדי להניב פרוקטוז-1,6-דו-פוספט. שתי תגובות זרחן אלה דורשות הזנה של שני ATP, המוזרמים ל- ADP (אדנוזין דיפוספט) כדי לאפשר זאת להתרחש.
בסוף שלב זה, מולקולת שש הפחמן מפוצלת לזוג מולקולות של שלוש פחמן. לפיכך יש להכפיל את המגיבים והמוצרים בכל שלב המפורטים מנקודה זו על מנת לשמור על ניהול תקין של הגליקוליזה כולה.
השלבים הסופיים של גליקוליזה: שלב חזרה
כאשר החלק השני של הגליקוליזה בעיצומו, שתי מולקולות תלת-פחמניות של גליצראלדהיד-3-פוספט הופכים ל פירובטה (ג3ח4O3) בסדרת צעדים. כל אלה כוללים הסדרים מחדש, ואחד מהם כרוך בצעד זרחן נוסף.
גם בשלב החזרה, שתי מולקולות של NAD+ (ניקוטינאמיד אדנין דינוקלוטייד, נשא אלקטרונים הדרוש בהמשך לתגובות של הנשימה אירובית) הופכים לשני NADH ושני H+ (יון מימן).
בסופו של דבר, שתי קבוצות הפוספטים בכל אחת משתי מולקולות תלת-הפחמן משמשות לייצור ATP, כלומר ארבע ATP נוצרות בשלב זה. הפחתת שני ה- ATP הדרושים בשלב ההשקעה, ברור כי בסך הכל שני ATP נגזרים ממולקולה אחת של גלוקוז במהלך גליקוליזה.
מוצרים של גליקוליזה
התגובה המלאה (נטו) של הגליקוליזה מופיעה באופן שונה במקורות שונים, אך הבדלים אלה הם החלטת המחברים אם לכלול ביניים מסוימים כחלק מתגובת הרשת. ייצוג מדויק אחד הוא
ג6ח12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3ח4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
כאן, Pi הוא פוספט אנאורגני, שמקורו בהידרוליזה האמורה של ATP.
לאן הולכים מוצרי גליקוליזה?
לאחר מכן הפירובט נכנס למיטוכונדריה, שם הוא מומר ל- CoA לאצטיל. מולקולה זו נכנסת למעגל הקרבס של הנשימה אירובית, ובסופו של דבר, לאחר התגובות של שרשרת ההובלה האלקטרונית, 36 עד 38 ATP נוצרים ממולקולת גלוקוז בתהליך הנשימה התאית, כולל שני ה- ATP מהגליקוליזה.