Contenuto
- Reagenti e prodotti di glicolisi
- Equazione della glicolisi
- Glicolisi precoce: passaggi
- Glicolisi successiva: passaggi
La glicolisi è il processo biochimico universale che converte un nutriente (lo zucchero a sei atomi di carbonio) glucosio) in energia utilizzabile (ATP o adenosina trifosfato). La glicolisi si svolge nel citoplasma di tutte le cellule viventi, continuando a fluire lungo una raffica di enzimi glicolitici specifici.
Mentre la resa energetica della glicolisi è, molecola per molecola, molto inferiore a quella ottenuta dalla respirazione aerobica - due ATP per molecola di glucosio consumata per la sola glicolisi contro 36 a 38 per tutte le reazioni della respirazione cellulare combinate - è comunque una delle nature i processi più onnipresenti e affidabili nel senso che tutte le cellule lo usano, anche se non tutte possono fare affidamento esclusivamente su di esso per i loro bisogni energetici.
Reagenti e prodotti di glicolisi
La glicolisi è un processo anaerobico, il che significa che non richiede ossigeno. Fare attenzione a non confondere "anaerobico" con "si verifica solo negli organismi anaerobici". La glicolisi si verifica nel citoplasma di cellule sia procariotiche che eucariotiche.
Inizia quando il glucosio, che ha la formula C6H12O6 e una massa molecolare di 180.156 grammi, si diffonde in una cellula attraverso la membrana plasmatica lungo il gradiente di concentrazione.
Quando ciò accade, il carbonio glucosio numero sei, che si trova all'esterno dell'anello esagonale primario della molecola, diventa immediatamente fosforilato (ovvero ha un gruppo fosfato attaccato ad esso). La fosforilazione del glucosio rende elettricamente negativa la molecola glucosio-6-fosfato (G6P) e quindi la intrappola all'interno della cellula.
Dopo altre nove reazioni e un investimento di energia, compaiono i prodotti della glicolisi: due molecole di piruvato (C3H8O6) più una coppia di ioni idrogeno e due molecole di NADH, un "vettore di elettroni" che è cruciale nelle reazioni "a valle" della respirazione aerobica, che si verificano nei mitocondri.
Equazione della glicolisi
L'equazione netta per le reazioni di glicolisi può essere scritta come questa:
C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 C.3H4O3 + 2 H+ + 2 NADH + 2 ATP
Qui, Pi rappresenta fosfato libero e ADP sta per adenosina difosfato, il nucleotide che funge da precursore diretto della maggior parte dell'ATP nel corpo.
Glicolisi precoce: passaggi
Dopo che si forma G6P nella prima fase della glicolisi sotto la direzione dell'enzima esochinasi, la molecola viene riorganizzata senza perdita o guadagno di atomi in fruttosio-6-fosfato, un altro derivato dello zucchero. Quindi, la molecola viene nuovamente fosforilata, questa volta sul carbonio numero 1. Il risultato è fruttosio-1,6-bifosfato (FBP), uno zucchero doppiamente fosforilato.
Mentre questo passaggio richiede una coppia di ATP come fonte delle fosforilazioni che si verificano qui, queste non sono mostrate nell'equazione di glicolisi complessiva perché sono cancellate da due dei quattro ATP prodotti nella seconda parte della glicolisi. Pertanto, la produzione netta di due ATP significa in realtà un "buy-in" iniziale di due ATP per produrre quattro ATP alla fine del processo.
Glicolisi successiva: passaggi
L'FBP a sei atomi di carbonio, doppiamente fosforilata, è suddiviso in una coppia di molecole a tre atomi di carbonio, singolarmente fosforilate, una delle quali si riorganizza rapidamente nell'altra. Quindi la seconda parte della glicolisi prende il via con la produzione di una coppia di molecole di gliceraldeide-3-fosfato (GA3P).
È importante sottolineare che tutto ciò che accade da questo punto in avanti è raddoppiato rispetto alla reazione generale. Pertanto, poiché ogni molecola di GA3P viene sistematicamente riorganizzata in piruvato mentre si ottiene la produzione di due ATP e un NAD, il conteggio totale aumenta di due volte. Alla fine della glicolisi, due piruvati sono pronti per essere inviati verso i mitocondri fino a quando è presente ossigeno.