In questo articolo daremo uno sguardo più da vicino alla glicolisi aerobica, ai suoi processi e analizzeremo le fasi e i passaggi. Conosciamo l'ossidazione anaerobica del glucosio, impariamo le modifiche evolutive di questo processo e determiniamo il suo significato biologico.
Cos'è la glicolisi
La glicolisi è una delle tre forme di ossidazione del glucosio, in cui il processo di ossidazione stesso è accompagnato dal rilascio di energia, che viene immagazzinata in NADH e ATP. Nel processo di glicolisi, si ottengono due molecole di acido piruvico da una molecola di glucosio.
La glicolisi è un processo che si verifica sotto l'influenza di vari catalizzatori biologici - enzimi. Il principale agente ossidante è l'ossigeno - O2, tuttavia i processi di glicolisi possono procedere in sua assenza. Questo tipo di glicolisi è chiamato glicolisi anaerobica.
Il processo di glicolisi in assenza di ossigeno
La glicolisi anaerobica è un processo graduale di ossidazione del glucosio in cui il glucosio non è completamente ossidato. Si forma una molecola di acido piruvico. E con energiapunto di vista, la glicolisi senza la partecipazione di ossigeno (anaerobico) è meno benefica. Tuttavia, quando l'ossigeno entra nella cellula, il processo di ossidazione anaerobica può trasformarsi in un processo aerobico e procedere in una forma completa.
Meccanismi di glicolisi
Il processo di glicolisi è la decomposizione del glucosio a sei atomi di carbonio in piruvato a tre atomi di carbonio sotto forma di due molecole. Il processo stesso è suddiviso in 5 fasi di preparazione e 5 fasi in cui l'energia viene immagazzinata nell'ATP.
Il processo di glicolisi di 2 passaggi e 10 passaggi è il seguente:
- 1 stadio, stadio 1 - fosforilazione del glucosio. Al sesto carbonio nel glucosio, il saccaride stesso viene attivato tramite fosforilazione.
- Fase 2 - isomerizzazione del glucosio-6-fosfato. In questa fase, la fosfoglucoseimerasi converte cataliticamente il glucosio in fruttosio-6-fosfato.
- Fase 3 - Fruttosio-6-fosfato e sua fosforilazione. Questa fase consiste nella formazione di fruttosio-1,6-difosfato (aldolasi) per azione della fosfofruttochinasi-1, che accompagna il gruppo fosforilico dall'acido adenosina trifosforico alla molecola di fruttosio.
- Il passaggio 4 è il processo di scissione dell'aldolasi per formare due molecole di trioso fosfato, vale a dire eldosio e chetosio.
- Fase 5 - fosfati di trioso e loro isomerizzazione. In questa fase, la gliceraldeide-3-fosfato viene inviata alle fasi successive della scomposizione del glucosio e il diidrossiacetone fosfato viene convertito nella forma di gliceraldeide-3-fosfato sotto l'influenza dell'enzima.
- 2 stadio, stadio 6 (1) - Gliceraldeide-3-fosfato e sua ossidazione - lo stadio in cui questa molecola viene ossidata e fosforilata adifosfoglicerato-1, 3.
- Stadio 7 (2) - mirato a trasferire il gruppo fosfato all'ADP dall'1,3-difosfoglicerato. I prodotti finali di questa fase sono la formazione di 3-fosfoglicerato e ATP.
- Fase 8 (3) - transizione dal 3-fosfoglicerato al 2-fosfoglicerato. Questo processo avviene sotto l'influenza dell'enzima fosfoglicerato mutasi. Un prerequisito per il flusso di una reazione chimica è la presenza di magnesio (Mg).
- Fase 9 (4) - 2 fosfoglicerina disidratata.
- Stadio 10 (5) - I fosfati ottenuti come risultato delle fasi precedenti vengono trasferiti ad ADP e PEP. L'energia del fosfoenulpirovato viene trasferita all'ADP. La reazione richiede la presenza di ioni potassio (K) e magnesio (Mg).
Forme modificate di glicolisi
Il processo di glicolisi può essere accompagnato da un'ulteriore produzione di 1, 3 e 2, 3-bifosfoglicerati. Il 2,3-fosfoglicerato, sotto l'influenza di catalizzatori biologici, è in grado di tornare alla glicolisi e passare sotto forma di 3-fosfoglicerato. Il ruolo di questi enzimi è diverso, ad esempio, il 2,3-bifosfoglicerato, essendo nell'emoglobina, fa passare l'ossigeno nei tessuti, promuovendo la dissociazione e abbassando l'affinità di O2 ed eritrociti.
Molti batteri cambiano le forme della glicolisi in vari stadi, riducendone il numero totale o modificandole sotto l'influenza di diversi enzimi. Una piccola parte degli anaerobi ha altri metodi di decomposizione dei carboidrati. Molti termofili hanno solo 2 enzimi della glicolisi, questi sono enolasi e piruvato chinasi.
Glicogeno e amido, disaccaridi e altri tipi di monosaccaridi
La glicolisi aerobica è un processo inerente ad altri tipi di carboidrati, e in particolare è inerente all'amido, al glicogeno, alla maggior parte dei disaccaridi (manosi, galattosio, fruttosio, saccarosio e altri). Le funzioni di tutti i tipi di carboidrati sono generalmente finalizzate all'ottenimento di energia, ma possono differire nelle specificità del loro scopo, utilizzo, ecc. Ad esempio il glicogeno si presta alla glicogenesi, che di fatto è un meccanismo fosfolitico volto ad ottenere energia dal scomposizione del glicogeno. Il glicogeno stesso può essere immagazzinato nel corpo come fonte di energia di riserva. Quindi, ad esempio, il glucosio ottenuto durante un pasto, ma non assorbito dal cervello, si accumula nel fegato e verrà utilizzato in caso di carenza di glucosio nel corpo per proteggere l'individuo da gravi disturbi dell'omeostasi.
Significato della glicolisi
La glicolisi è un tipo unico, ma non l'unico, di ossidazione del glucosio nel corpo, la cellula sia dei procarioti che degli eucarioti. Gli enzimi della glicolisi sono solubili in acqua. La reazione di glicolisi in alcuni tessuti e cellule può avvenire solo in questo modo, ad esempio nelle cellule del nefrone del cervello e del fegato. Non vengono utilizzati altri modi per ossidare il glucosio in questi organi. Tuttavia, le funzioni della glicolisi non sono le stesse ovunque. Ad esempio, il tessuto adiposo e il fegato nel processo di digestione estraggono dal glucosio i substrati necessari per la sintesi dei grassi. Molte piante usano la glicolisi per estrarre la maggior parte della loro energia.
