Wyjaśniamy czym jest glikoliza, jej fazy, funkcje i znaczenie w metabolizmie. A także czym jest glukoneogeneza.
Co to jest glikoliza?
Glikoliza lub glikoliza to szlak metaboliczny, który służy jako wstępny etap katabolizm węglowodany w żyjące istoty. Polega ona zasadniczo na zerwaniu molekuły glukozy poprzez utlenianie cząsteczki glukozy, uzyskując w ten sposób ilości energia chemiczna nadające się do użytku przez komórki.
Glikoliza nie jest procesem prostym, ale składa się z serii dziesięciu reakcje chemiczne kolejne enzymy, które przekształcają jedną cząsteczkę glukozy (C6H12O6) w dwie cząsteczki pirogronianu (C3H4O3), przydatne w innych procesach metabolicznych, które nadal zapewniają Energia do organizmu.
Ta seria procesów może zachodzić w obecności lub przy braku tlenu i zachodzi w cytozolu komórki, jako początkowa część oddychania komórkowego. W przypadku roślin jest to część cykl calvin.
Szybkość reakcji glikolizy jest tak wysoka, że zawsze była trudna do zbadania. Został formalnie odkryty w 1940 roku przez Otto Meyerhoffa i te same lata później przez Luisa Leloira, choć wszystko to dzięki wcześniejszym pracom z końca XIX wieku.
Ta trasa metaboliczna jest zwykle nazywana na cześć nazwisk największych współtwórców jej odkrycia: trasa Embden-Meyerhoff-Parnas. Z drugiej strony słowo „glikoliza” pochodzi z języka greckiego glikozy, „Cukier” i Liza, "zerwania".
Fazy glikolizy
Glikolizę bada się w dwóch różnych fazach, którymi są:
- Pierwsza faza: wydatek energetyczny. Na tym pierwszym etapie cząsteczka glukozy jest przekształcana w dwa aldehydy glicerynowe, cząsteczkę o niskiej wydajności energetycznej. W tym celu zużywane są dwie jednostki energii biochemicznej (ATP, Adenozynotrifosforan). Jednak w kolejnej fazie energia uzyskana z tej początkowej inwestycji zostanie podwojona.
W ten sposób z ATP otrzymuje się kwasy fosforowe, które dostarczają do glukozy grupy fosforanowe, tworząc nowy i niestabilny cukier. Cukier ten szybko się dzieli, w wyniku czego powstają dwie podobne cząsteczki, fosforanowane i zawierające trzy węgle.
Mimo tej samej struktury, jeden z nich jest inny, więc dodatkowo jest traktowany enzymy uczynić go identycznym z drugim, otrzymując w ten sposób dwa identyczne związki. Wszystko to dzieje się w łańcuchu reakcji składającym się z pięciu kroków. - Druga faza: pozyskiwanie energii. Aldehyd glicerynowy w pierwszej fazie przekształca się w wysokoenergetyczny związek biochemiczny w drugiej. W tym celu łączy się z nowymi grupami fosforanowymi po utracie dwóch protony Y elektrony.
W ten sposób te cukry pośrednie poddawane są procesowi zmian, który stopniowo uwalnia ich fosforany, uzyskując w ten sposób cztery cząsteczki ATP (dwukrotność kwoty zainwestowanej w poprzednim kroku) i dwie cząsteczki pirogronianu, które będą kontynuować swój cykl. . Ta druga faza reakcji składa się z pięciu kolejnych etapów.
Funkcje glikolizy
Glikoliza pozyskuje energię niezbędną do prostych i złożonych mechanizmów.
Główne funkcje glikolizy są proste: pozyskiwanie energii biochemicznej niezbędnej do różnych procesów komórkowych. Dzięki ATP uzyskanemu z rozpadu glukozy wiele form życia otrzymuje energię do przetrwania lub uruchomienia znacznie bardziej złożonych procesów chemicznych.
Z tego powodu glikoliza zwykle działa jako biochemiczny wyzwalacz lub detonator innych głównych mechanizmów, takich jak cykl Calvina lub cykl Krebsa. Tak wiele eukarionty Co prokariota są praktykami glikolizy.
Znaczenie glikolizy
Glikoliza jest bardzo ważnym procesem w dziedzinie biochemia. Z jednej strony ma ogromne znaczenie ewolucyjne, ponieważ jest podstawową reakcją na coraz bardziej złożone życie i wspomaga życie komórkowe. Z drugiej strony ich badania ujawniają szczegóły dotyczące różnych istniejących szlaków metabolicznych i innych aspektów życia naszych komórek.
Na przykład ostatnie badania na uniwersytetach w Hiszpanii i Szpitalu Uniwersyteckim w Salamance wykryły powiązania między przeżyciem neuronów w mózgu a zwiększoną glikolizą, przy której neurony można je znaleźć stonowane. Może to mieć kluczowe znaczenie dla zrozumienia chorób, takich jak choroba Parkinsona czy Alzheimera.
Glikoliza i glukoneogeneza
Jeśli glikoliza jest szlakiem metabolicznym, który rozkłada cząsteczkę glukozy w celu uzyskania energii, glukoneogeneza jest szlakiem metabolicznym, który przebiega w odwrotnym kierunku: konstrukcja cząsteczki glukozy z prekursorów niebędących węglowodanami, to znaczy nie jest w ogóle połączona z cukrami.
Proces ten dotyczy prawie wyłącznie wątroby (90%) i nerek (10%) i wykorzystuje zasoby takie jak aminokwasy, mleczan, pirogronian, glicerol i dowolny kwas karboksylowy jako źródło węgla. W przypadku braku glukozy, np. na czczo, pozwalają organizmowi być stabilnym i funkcjonować przez rozsądny czas, podczas gdy zapasy glikogenu w wątrobie trwają.