תוֹכֶן
גליקוליזה הוא התהליך הביוכימי האוניברסלי שממיר חומר מזין (סוכר ששת הפחמן גלוקוזה) לאנרגיה שמישה (ATP, או אדנוזין טריפוספט). גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של כל התאים החיים, וממשיכה לזרום לאורך מבול של אנזימים גליקוליטיים ספציפיים.
בעוד שתשואת האנרגיה של גליקוליזה היא, מולקולה למולקולה, הרבה פחות מזו שנצברה מהנשימה אירובית - שתי ATP לכל מולקולת גלוקוזה הנצרכת לגליקוליזה בלבד לעומת 36 עד 38 לכל התגובות של הנשימה התאית בשילוב - היא בכל זאת אחת טבע הוא התהליכים הנמצאים ביותר בכל מקום ותלמידים במובן זה שכל התאים משתמשים בו, גם אם לא כולם יכולים להסתמך עליו אך ורק על צרכי האנרגיה שלהם.
מגיבים ומוצרים של גליקוליזה
גליקוליזה היא תהליך אנאירובי, כלומר אינה דורשת חמצן. היזהר שלא לבלבל בין "אנאירובי" לבין "מתרחש רק באורגניזמים אנאירובים." גליקוליזה מתרחשת בציטופלסמה של תאים פרוקריוטיים וגם של אאוקריוטים.
זה מתחיל כאשר גלוקוז, שיש לו את הנוסחה C6ח12O6 ומסה מולקולרית של 180.156 גרם, מתפזרת לתא דרך קרום הפלזמה במורד הריכוז שלו.
כאשר זה קורה, הפחמן הגלוקוזי מספר שש, היושב מחוץ לטבעת המשושה הראשונית של המולקולה, הופך מייד לזרחן (כלומר, יש אליו קבוצת פוספטים). הזרחן של הגלוקוז הופך את המולקולה גלוקוז-6-פוספט (G6P) לשלילית באופן חשמלי וכך לוכד אותו בתוך התא.
לאחר תשע תגובות נוספות והשקעה של אנרגיה, מופיעים תוצרי הגליקוליזה: שתי מולקולות פירובט (C3ח8O6) בתוספת זוג יוני מימן ושתי מולקולות של NADH, "נשא אלקטרונים" שהוא חיוני בתגובות "במורד הזרם" של הנשימה אירובית, המתרחשות במיטוכונדריה.
משוואת גליקוליזה
המשוואה נטו לתגובות הגליקוליזה עשויה להיכתב כך:
ג6ח12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 ג3ח4O3 + 2 ח+ + 2 NADH + 2 ATP
כאן, Pi מייצג פוספט חופשי ו- ADP מייצג דיפוספט אדנוזין, הנוקלאוטיד המשמש כמבשר הישיר של מרבית ה- ATP בגוף.
גליקוליזה מוקדמת: שלבים
לאחר שנוצרת G6P בשלב הראשון של גליקוליזה בהנחיית האנזים hexokinase, המולקולה מסודרת מחדש ללא אובדן או רווח של אטומים לפרוקטוז -6-פוספט, נגזרת סוכר נוספת. ואז המולקולה שוב זרחנית, הפעם בפחמן מספר 1. התוצאה היא פרוקטוז-1,6-דו-פוספט (FBP), סוכר זרחתי כפול.
בעוד שלב זה דורש צמד ATP כמקור לזרחן המתרחשים כאן, אלה אינם מוצגים במשוואת הגליקוליזה הכוללת מכיוון שהם מבוטלים על ידי שניים מתוך ארבעת ה- ATP המיוצרים בחלק השני של הגליקוליזה. לפיכך, ייצור נטו של שני ATP פירושו באמת "רכישה" ראשונית של שני ATP לייצור ארבעה ATP בסך הכל בסוף התהליך.
מאוחר יותר גליקוליזה: שלבים
ה- FBP שש-פחמן, פוספורילציה כפולה, מחולק לזוג מולקולות בעלות פחמן דו-פחמן, האחת מהן מסדרת את עצמה במהירות לשנייה. לפיכך, החלק השני של הגליקוליזה מתחיל בייצור זוג מולקולות גליצראלדהיד-3-פוספט (GA3P).
חשוב לציין כי כל מה שקורה מנקודה זו קדימה מוכפל ביחס לתגובה הכוללת. לפיכך, כאשר כל מולקולה של GA3P מסודרת באופן שיטתי לחירוב תוך שהיא מביאה לייצור של שני ATP ו- NAD, המספר הכולל עולה בכפליים מזה. בסוף הגליקוליזה שני פירובטים עומדים מוכנים להישלח לכיוון המיטוכונדריה כל עוד קיים חמצן.