גלוקוליזה שלבים ופונקציות

ה גליקוליזה או גליקוליזה היא התהליך שבאמצעותו מולקולה של גלוקוז מתפרקת לשתי מולקולות של פירובאט. האנרגיה מיוצרת באמצעות גליקוליזה, המשמשת את הגוף בתהליכים תאיים שונים.

הגליקוליזה ידועה גם כמעגל אמדן-מאירהוף, לכבוד גוסטב אמדן ואוטו פריץ מאירהוף, שהיו מגלי התהליך.

הגליקוליזה נוצרת בתאים, במיוחד בציטוזול הממוקם בציטופלסמה. זהו הנוהל הנפוץ ביותר בכל היצורים החיים, משום שהוא נוצר בכל סוגי התאים, הן אוקריוטים והן פרוקריוטים..

משמעות הדבר היא כי בעלי חיים, צמחים, חיידקים, פטריות, אצות ואפילו אורגניזמים פרוטוזהאנים רגישים לתהליך של גליקוליזה.

המטרה העיקרית של הגליקוליזה היא לייצר אנרגיה המשמשת לאחר מכן לתהליכים תאיים אחרים של הגוף.

הגליקוליזה תואמת את השלב הראשוני שממנו נוצר תהליך הנשימה התאית או האירובית, שבו יש צורך בחמצן.

במקרה של סביבות כי חוסר חמצן, גליקוליזה יש גם השתתפות חשובה, שכן הוא תורם לתהליך תסיסה.

אינדקס

• 1 שלבי הגליקוליזה
  • 1.1 שלב דרישות האנרגיה
  • 1.2 שלב שחרור האנרגיה
• 2 פונקציות של גליקוליזה
  • 2.1 הגנה עצבית
• 3 הפניות

שלבי הגליקוליזה

הגליקוליזה נוצרת כתוצאה של עשרה שלבים. אלה עשר שלבים ניתן להסביר בצורה פשוטה, קביעת שתי קטגוריות עיקריות: הראשון, שבו יש דרישה אנרגיה; והשני, שבו יותר אנרגיה מופקת או משוחררת.

שלב דרישות האנרגיה

זה מתחיל עם מולקולת גלוקוז המתקבל סוכר, אשר יש את מולקולת הגלוקוז מולקולה פרוקטוז.

לאחר המולקולה גלוקוז מופרדים, הוא הצטרף עם שתי קבוצות פוספט, המכונה גם חומצות זרחתית.

חומצות זרע אלה מקורן אדנוזין טריפוספט (ATP), אלמנט הנחשב לאחד המקורות העיקריים של האנרגיה הנדרשים בפעילויות שונות פונקציות של תאים.

עם שילוב של קבוצות אלה פוספט, מולקולת הגלוקוז הוא שונה ו מאמצת שם אחר: fructose-1,6-bisphosphate.

חומצות הזרחתית יוצרות מצב לא יציב במולקולה החדשה הזו, מה שמביא לכך שהיא מחולקת לשני חלקים.

כתוצאה מכך, שני סוכרים שונים מתעוררים, כל אחד עם תכונות phosphatized עם שלושה פחמנים.

למרות שני סוכרים אלה יש את אותם בסיסים, יש להם מאפיינים שהופכים אותם שונים זה מזה.

הראשון נקרא glyceraldehyde-3-phosphate, והוא אחד כי ילך ישירות לשלב הבא של תהליך הגליקוליזה.

השני פחמן שלוש פוספט סוכר שנוצר הוא נקרא phhyate dihydroxyacetone, הידועה על ידי ראשי תיבות DHAP. זה גם משתתף בשלבים הבאים של הגליקוליזה לאחר שזה הפך אותו מרכיב של הסוכר הראשון שנוצר בתהליך: glyceraldehyde-3-phosphate.

טרנספורמציה זו של דהידרוקסיאצטון פוספט כדי glyceraldehyde-3-פוספט מופק באמצעות אנזים הנמצא בתוך cytosol של תאים הנקרא דהידרוגנז גליצרול-3-פוספט. תהליך זה המרה ידוע בשם "גליצרול פוספט מעבורת".

אז, באופן כללי ניתן לומר כי השלב הראשון של הגליקוליזה מבוססת על שינוי של מולקולת גלוקוז בשתי מולקולות של פוספט טריוז. זהו השלב שבו החמצון אינו מתרחש.

הצעד האמור מורכב מחמישה שלבים הנקראים תגובות וכל אחד מהם מזרז את האנזים הספציפי שלו. 5 שלבים בשלב ההכנה או צריכת האנרגיה הם כדלקמן:

צעד ראשון

הצעד הראשון בגליקוליזה הוא ההמרה של גלוקוז לתוך גלוקוז -6 פוספט. האנזים המזרז את התגובה הזו הוא hexokinase. כאן, טבעת גלוקוז הוא phosphorylated.

זרחון מורכב הוספת קבוצת פוספט למולקולה הנגזרת ATP. כתוצאה מכך, בשלב זה של הגליקוליזה, 1 מולקולה של ATP כבר נצרך.

התגובה מתרחשת בעזרת אנזים hexokinase, אנזים כי catalyzes זרחון של רבים שישה אלמנט טבעת דמויי גלוקוז מבנים.

מגנזיום אטומי (Mg) גם מתערב כדי לסייע בהגנה על החיובים השליליים של קבוצות פוספט במולקולת ה- ATP.

התוצאה של זרחון זה היא מולקולה הנקראת גלוקוז 6-פוספט (G6P), הנקראת כך משום שהפחם 6 של גלוקוז רוכש את קבוצת הפוספט.

צעד שני

השלב השני של הגליקוליזה כוללת את השינוי של גלוקוז -6 פוספט לתוך פרוקטוז -6 פוספט (F6P). תגובה זו מתרחשת בעזרת האיזומרז phosphoglucose אנזים.

כפי ששמו של האנזים מרמז, תגובה זו כרוכה באפקט איזומריזציה.

התגובה כוללת את השינוי של הקשר פחמן חמצן לשנות את הטבעת שישה חברים טבעת חמישה חברים.

ארגון מחדש מתרחש כאשר הטבעת שישה חברים נפתח ואז נסגר בצורה כזו כי הפחמן הראשון הופך כעת חיצוני הטבעת.

צעד שלישי

בשלב השלישי של הגליקוליזה, fructose-6-phosphate מומר ל- fructose-1,6-biphosphate (FBP).

בדומה התגובה המתרחשת בשלב הראשון של הגליקוליזה, מולקולה שנייה של ATP מספקת הקבוצה פוספט למולקולה מתווספת פרוקטוז 6-פוספט.

האנזים המזרז תגובה זו הוא phosphofructokinase. כמו בשלב 1, אטום מגנזיום מעורב כדי לסייע בהגנה על החיובים השליליים.

צעד רביעי

האנזים aldolase מחלק פרוקטוז 1,6-bisphosphate לשני סוכרים כי הם איזומרים זה מזה. אלה שני סוכרים הם פוספט dihydroxyacetone ו triphosphate glyceraldehyde.

שלב זה משתמש באלדולז אנזים, אשר מזרז את המחשוף של פרוקטוז -1,6-biphosphate (FBP) לייצר שני מולקולות 3 פחמן. אחת המולקולות האלה נקרא glyceraldehyde triphosphate והשני נקרא phhyate dihydroxyacetone.

שלב חמישי

האנזים triphosphate אנזים במהירות interpenetrates מולקולות dihydroxyacetone פוספט ו triphosphate glyceraldehyde. Glyceraldehyde פוספט הוא בוטל ו / או בשימוש בשלב הבא של הגליקוליזה.

Glyceraldehyde triphosphate הוא המולקולה היחידה הממשיכה במסלול glycolytic. כתוצאה מכך, כל המולקולות מיוצרות דהידרוקסיאצטון פוספט ואחריו trifosfata אנזים איזומראז, אשר מארגן מחדש אדנוזין glyceraldehyde דהידרוקסיאצטון פוספט כדי להמשיך הגליקוליזה.

בשלב זה של מסלול glycolytic ישנם שני מולקולות של שלושה פחמנים, אבל הגלוקוז עדיין לא הוסב לחלוטין pyruvate.

שלב שחרור אנרגיה

שני מולקולות הסוכר שהופקו מהשלבים הראשונים יעברו עוד סדרה של טרנספורמציות. התהליך שיתואר להלן ייווצר פעמיים עבור כל מולקולת סוכר.

מלכתחילה, אחת המולקולות תיפטר משני אלקטרונים ושני פרוטונים, וכתוצאה משחרור זה, יתוסף עוד פוספט למולקולת הסוכר. הרכיב המתקבל נקרא 1,3-biphosphoglycerate.

לאחר מכן, 1,3-biphosphoglycerate להיפטר של אחת הקבוצות פוספט, אשר בסופו של דבר הופך למולקולת ATP.

בשלב זה האנרגיה משתחררת. המולקולה הנובעת משחרור זה של פוספט נקרא 3-phosphoglycerate.

3-phosphoglycerate הופך אלמנט אחר השווה לו, אבל עם מאפיינים מסוימים במונחים של המבנה המולקולרי. אלמנט חדש זה הוא 2-phosphoglycerate.

בשלב הלפני אחרון של תהליך הגליקוליזה, 2-phosphoglycerate הופך phosphoenolpyruvate כתוצאה מאובדן של מולקולת מים.

לבסוף, phosphoenolpyruvate להיפטר קבוצת פוספט אחר, הליך זה כרוך גם ביצירת מולקולת ATP, ולכן, שחרור של אנרגיה.

ללא פוספט, התוצאות phosphoenolpyruvate בסוף התהליך במולקולה pyruvate.

בסוף הגליקוליזה, שתי מולקולות של פירובט, ATP ושני ארבעה מימן dinucleotide אדנין nicotinamide (NADH) נוצרים, אני אחרון אלמנט גם מעדיפות את יצירת מולקולות ATP בגוף.

כפי שראינו, זה במחצית השנייה של הגליקוליזה כי חמש התגובות הנותרות להתרחש. שלב זה ידוע גם בשם חמצון.

בנוסף, אנזים מסוים מתערב בכל צעד והתגובות של שלב זה מתרחשות פעמיים עבור כל מולקולה של גלוקוז. 5 שלבים של היתרונות או שלב שחרור האנרגיה הם כדלקמן:

צעד ראשון

בשלב זה שני אירועים מרכזיים, אחד כי הוא מיוצר אדנוזין glyceraldehyde מתחמצן על ידי dinucleotide אדנין nicotinamide קואנזים (NAD); ומצד שני, המולקולה זרחנית על ידי תוספת של קבוצת פוספט חופשית.

האנזים זה מזרז את התגובה הזו הוא glyceraldehyde triphosphate dehydrogenase.

אנזים זה מכיל מבנים המתאימים ושומרת המולקולה בהסדר כזה המאפשר מולקולה nicotinamide dinucleotide אדנין לחלץ אדנוזין glyceraldehyde מימן, המרת NAD דהידרוגנז NAD (NADH).

קבוצת פוספט מכן התקפות מולקולת glyceraldehyde triphosphate ומשחרר אותו מן האנזים לייצר 1,3 bisphosphoglyrate, NADH ו אטום מימן.

צעד שני

בשלב זה 1,3 bisphosphoglyrate מומר טריפוספוגליצריאט על ידי האנזים phosphoglycerate קינאז.

תגובה זו כוללת אובדן של קבוצת פוספט מהחומר המוצא. פוספט מועבר למולקולת diphosphate אדנוזין המייצרת את מולקולת ה- ATP הראשונה.

מאז יש בעצם שתי מולקולות של 1,3 bifosglicerato (כי היו שני מוצרים 3 פחמנים של צעד 1 של הגליקוליזה), למעשה שתי מולקולות ATP מסונתזים בשלב זה.

עם סינתזה זו של ה- ATP, שתי המולקולות הראשונות של ה- ATP בשימוש בוטלו, מה שגרם לרשת של 0 מולקולות של ה- ATP עד שלב זה של הגליקוליזה.

שוב הוא ציין כי אטום מגנזיום מעורב כדי להגן על חיובים שליליים קבוצות פוספט של מולקולת ה- ATP.

צעד שלישי

שלב זה כולל סידור פשוט של המיקום של הקבוצה פוספט במולקולה 3-phosphoglycerate, אשר ממירה אותו 2 phosphoglycerate.

המולקולה כי הוא מעורב קטליזה של תגובה זו נקראת phosphoglycerate mutase (PGM). מוטציה היא אנזים המזרז את העברתה של קבוצה תפקודית ממקום אחד במולקולה אחת לאחרת.

מנגנון התגובה פועל על ידי הוספת קבוצה פוספט נוספת למיקום 2 'של 3 phosphoglycerate. ואז, האנזים מסיר פוספט 3 עמדה, ומשאיר רק 2 את 'פוספט ובכך נותן שתי phosphoglycerate. בדרך זו, האנזים משוחזר גם למצב המקורי phosphorylated שלו.

צעד רביעי

שלב זה כולל המרה של 2 phosphoglycerate כדי phosphoenolpyruvate (PEP). התגובה היא מזרז על ידי האנזים enolase.

מעשים אנולאז להסיר קבוצה של מים או להתייבשות 2 phosphoglycerate. כיס ספציפי של האנזימים מאפשר האלקטרונים של המצע כדי להידחות כך שהקישור פוספט נותר הופך לבלתי יציב, ובכך להכין את קרקע המצע עבור התגובה הבאה.

שלב חמישי

השלב הסופי של הגליקוליזה ממירה phosphoenolpyruvate ל פירובט בעזרת קינאז פירובט אנזים.

כפי שמציין שם האנזים, תגובה זו כרוכה בהעברת קבוצת פוספט. קבוצת פוספט המצורפת פחמן 2 של phosphoenolpyruvate מועבר למולקולה diphosphate אדנוזין, בהפקת ATP.

שוב, שכן יש שתי מולקולות של phosphoenolpyruvate, כאן למעשה שתי מולקולות של טריפוספט אדנוזין או ATP נוצרות.

פונקציות של גליקוליזה

תהליך הגליקוליזה הוא בעל חשיבות חיונית לכל אורגניזמים חיים, שכן הוא מייצג את התהליך שבו האנרגיה הסלולרית נוצרת.

דור זה של אנרגיה מעדיף את תהליכי הנשימה של התאים וגם את תהליך התסיסה.

גלוקוז זה נכנס לגוף באמצעות צריכת סוכרים, יש הרכב מורכב.

באמצעות הגליקוליזה ניתן לפשט את הרכב ולהפוך אותו למתחם כי הגוף יכול לנצל את הדור של אנרגיה.

באמצעות תהליך של גליקוליזה, ארבע מולקולות של ATP נוצרות. מולקולות אלה של ה- ATP הן הדרך העיקרית שבאמצעותה האורגניזם מקבל את האנרגיה וטוב ליצירה של תאים חדשים; לכן, הדור של מולקולות אלה הוא חיוני עבור האורגניזם.

הגנה עצבית

מחקרים קובעים כי הגליקוליזה משחקת תפקיד חשוב בהתנהגות של נוירונים.

חוקרים מאוניברסיטת סלמנקה, המכון למדעי המוח של קסטילה y ליאון ובית החולים האוניברסיטאי של סלמנקה, קבע כי הגדלת הגליקוליזה בנוירונים מרמזת על מוות חפוזה יותר.

זוהי תוצאה של נוירונים הסובלים ממה שהם מכנים מתח חמצוני. לאחר מכן, את הגליקוליזה התחתונה, כך גדל כוח נוגדי חמצון על הנוירונים, ואת האפשרות של הישרדות.

ההשלכות של תגלית זו יכולה להיות השפעה חיובית על מחקרים של מחלות המאופיינות על ידי ניוון עצבי, כגון אלצהיימר או פרקינסון.

הפניות

1. "מה זה pyruvate?" במדריך מטבולית. לאחזר ב 11 ספטמבר 2017 מ מטבולית מדריך: guiametabolica.org
2. "גלוקוליזה" במכון הלאומי לסרטן. פורסם ב -11 בספטמבר 2017 ממכון הסרטן הלאומי: cancer.gov
3. Pichel, J. "נמצא המנגנון השולט מתח הגליקוליזה חמצוני בנוירונים" (11 ביוני 2009) ב אמריקה הלטינית סוכנות להפצת המדע והטכנולוגיה. מקור: ב -11 בספטמבר 2017 האיברו-אמריקאי סוכנות להבנה ציבורית של מדע וטכנולוגיה: dicyt.com
4. "גלוקוליזה" באקדמיה של חאן. ב -11 בספטמבר 2017 באקדמיה לחאן: en.khanacademy.org
5. González, A. and Raisman, J. "גלוקוליזה: מעגל הציטוזול" (31 באוגוסט 2005) בהיפרטקסט של אזור הביולוגיה. אחזור ב -11 בספטמבר 2017 מהיפרטקסטים בביולוגיה אזור: biologia.edu.ar
6. סמית ', "מה זה גליקוליזה" (31 במאי, 2017) ב חדשות רפואי. ב -11 בספטמבר 2017 מתוך חדשות רפואיות: news-medical.net
7. ביילי, ל '"10 שלבים של גליקוליזה" (8 יוני 2017) ב. מאחזר ב -11 בספטמבר 2017 מ Affco: thinkco.com
8. ברג, ג ', טימושקו, ג'יי סטרייר, ל "ביוכימיה. מהדורה חמישית ". במרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. לאחזר ב -11 בספטמבר 2017 מהמרכז הלאומי של ביוטכנולוגיה מידע: ncbi.nlm.nih.gov
9. "גליצרול 3-פוספט dehydrogenase" ב Clínica Universidad דה Navarra. מאחזר ב -11 בספטמבר 2017 מ Clínica Universidad דה Navarra: cun.es
10. "שלבי הנשימה התאית" באקדמיה לחאן. ב -11 בספטמבר 2017 באקדמיה לחאן: en.khanacademy.org.