תוֹכֶן
- גליקוליזה, סיכמה
- תוצרי הגליקוליזה
- התגובות האירוביות של הנשימה סלולרית
- חמצן נדרש לביצוע נשימה סלולרית: נכון או לא נכון?
גליקוליזה הוא תהליך שמייצר אנרגיה ללא נוכחות של חמצן. זה מופיע בכל התאים החיים, החל מהפרוקריוטות החד-תאיות הפשוטות ביותר ועד לבעלי החיים הגדולים והכבדים ביותר. כל מה שצריך בכדי לקרות גליקוליזה זה גלוקוזה, סוכר בן שש פחמן עם הנוסחה C6ח12הו6, והציטופלזמה של תא בעל צפיפות עשירה של אנזימים גליקוליטיים (חלבונים מיוחדים הממהרים לאורך תגובות ביוכימיות ספציפיות).
בפרוקריוטות, לאחר סיום הגליקוליזה, התא הגיע לגבול ייצור האנרגיה שלו. אולם באוקריוטים, שיש להם מיטוכונדריה ובכך הם מסוגלים להשלים את הנשימה התאית עד לסיומה, הפירובט המיוצר בגיריקוליזה מעובד עוד יותר באופן שבסופו של דבר מניב יותר מפי 15 אנרגיה מכפי שעושה גליקוליזה בלבד.
גליקוליזה, סיכמה
לאחר כניסה של מולקולת גלוקוז לתא, יש לה מייד קבוצת פוספט המחוברת לאחת מהפחמימות שלה. לאחר מכן הוא מסודר מחדש למולקולה של פרוקטוזה זרחתית, עוד סוכר בן שש פחמן. ואז מולקולה זו שוב זרחית. שלבים אלה דורשים השקעה של שני ATP.
לאחר מכן, מולקולת שש הפחמן מפוצלת לזוג מולקולות של שלוש פחמן, לכל אחת פוספט משלה. כל אחד מאלו שוב זרחני, ומניב שתי מולקולות זהויות כפולות כפול. כאשר אלה מומרים ל- פירובטה (ג3ח4הו3), ארבעת הפוספטים משמשים לייצור ארבעה ATP, עבור רווח נקי של שני ATP מגליקוליזה.
תוצרי הגליקוליזה
בנוכחות חמצן, כפי שתוכלו לראות בקרוב, התוצר הסופי של גליקוליזה הוא 36 עד 38 מולקולות של ATP, עם מים ופחמן דו חמצני שאבדו לסביבה בשלושת שלבי ההנשמה התאית לאחר הגליקוליזה.
אבל אם תתבקש לרשום את תוצרי הגליקוליזה, עצירה מלאה, התשובה היא שתי מולקולות פירובט, שתי NADH ושתי ATP.
התגובות האירוביות של הנשימה סלולרית
באוקריוטות עם אספקת חמצן מספקת, הפירובט המיוצר בגיריקוליזה עושה את דרכו למיטוכונדריה, שם הוא עובר סדרת טרנספורמציות שבסופו של דבר מניבות שפע של ATP.
תגובת המעבר: שני פירוביטים עם שלוש פחמן מומרים לזוג מולקולות דו-פחמניות של אצטיל קו-אנזים A (אצטיל CoA), שהוא משתתף מרכזי בשלל תגובות מטבוליות. התוצאה היא אובדן של זוג פחמן בצורה של פחמן דו חמצני, או שיתוף2 (מוצר פסולת בבני אדם ומקור מזון לצמחים).
מחזור קרבס: האצטיל CoA משלב כעת עם מולקולת ארבע פחמן הנקראת אוקסלואצטט כדי לייצר את מולקולת שש הפחמן אוקסלואצטט. בסדרת שלבים המניבים את נשאי האלקטרונים NADH ו- FADH2 יחד עם כמות אנרגיה קטנה (שני ATP לכל מולקולת גלוקוז במעלה הזרם), המרת ציטראט חזרה לאוקסלואצטט. בסך הכל ארבע CO2 ניתנים לסביבה במחזור קרבס.
שרשרת הובלת האלקטרונים (ETC): על הקרום המיטוכונדריאלי, האלקטרונים מ- NADH ו- FADH2 משמשים למינוף הזרחן של ADP כדי להניב ATP, עם O2 (חמצן מולקולרי) כמקבל האלקטרונים הסופי. זה מייצר 32 עד 34 ATP, ו- O2 מומר למים (H2O).
חמצן נדרש לביצוע נשימה סלולרית: נכון או לא נכון?
אמנם לא בדיוק שאלה טריקית, אולם זו דורשת מפרט מסוים של גבולות השאלה. גליקוליזה בלבד אינה בהכרח חלק מהנשימה התאית, כמו בפרוקריוטים. אך באורגניזמים שעושים שימוש בנשימה אירובית ובכך מבצעים נשימה תאית מההתחלה ועד הסוף, הגליקוליזה היא הצעד הראשון בתהליך וצורך.
אם נשאלת לכן אם יש צורך בחמצן לכל שלב בנשימה סלולרית, התשובה היא לא. אך אם נשאלת האם הנשימה סלולרית כפי שהיא מוגדרת בדרך כלל דורשת חמצן כדי להמשיך, התשובה היא כן מוגדר.