Részvény:
Glükolízis fázisok és funkciók
az glikolízis vagy a glikolízis az a folyamat, amelyen keresztül a glükóz molekula két piruvát molekulává bomlik. Az energiát glikolízissel állítják elő, amelyet a test különböző sejtes folyamatokban használ.
A glikolízist Embden-Meyerhof ciklusnak is nevezik, Gustav Embden és Otto Fritz Meyerhof tiszteletére, akik az eljárás felfedezői voltak..
Glikolízis keletkezik sejtekben, különösen a citoplazmában található citoszolban. Ez a legelterjedtebb eljárás minden élőlényben, mert minden típusú sejtben generálódik, mind az eukarióta, mind a prokarióta..
Ez azt jelenti, hogy az állatok, a növények, a baktériumok, a gombák, az algák és még a protozoa szervezetek is hajlamosak a glikolízis folyamatára..
A glikolízis fő célja az, hogy olyan energiát állítson elő, amelyet azután a test más sejtfolyamataiban használnak fel.
A glikolízis megfelel a kezdeti lépésnek, amelyből a sejtes vagy aerob légzés folyamata keletkezik, amelyben az oxigén jelenléte szükséges..
Az oxigénhiányos környezetben a glikolízis szintén fontos szerepet játszik, mivel hozzájárul az erjedési folyamathoz.
index
- 1 Glikolízis fázisai
- 1.1 Energiaigény fázis
- 1.2 Energiatakarékos fázis
- 2 A glikolízis funkciói
- 2.1 Neurális védelem
- 3 Referenciák
A glikolízis fázisai
A glikolízis tíz fázis következménye. Ez a tíz fázis egyszerűsített módon magyarázható, meghatározva két fő kategóriát: az első, amelyben energiaigény van; és a második, amelyben több energiát termelnek vagy szabadítanak fel.
Energiaigény fázis
A glükózmolekulával kezdődik, amely a glükózmolekulát és a fruktózmolekulát tartalmazó cukorból származik.
Miután a glükózmolekulát elválasztottuk, két foszfátcsoporttal, foszforsavakkal is összekapcsoltuk.
Ezek a foszforsavak az adenozin-trifoszfátból (ATP) származnak, amely az egyik fő energiaforrás, amelyet a sejtek különböző tevékenységei és funkciói igényelnek..
Ezeknek a foszfátcsoportoknak a beépítésével a glükózmolekula módosul, és egy másik nevet alkalmaz: fruktóz-1,6-biszfoszfát.
A foszforsavak instabil helyzetet hoznak létre ebben az új molekulában, ami azt eredményezi, hogy két részre oszlik..
Ennek eredményeként két különböző cukor keletkezik, mindegyik foszfatizált jellemzőkkel és három szénnel.
Bár e két cukor ugyanazokkal a bázisokkal rendelkezik, olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek különböznek egymástól.
Az első gliceraldehid-3-foszfátnak nevezzük, és az az, amely közvetlenül a glikolízis folyamat következő fázisába megy..
A második keletkezett háromszén-foszfát-cukrot dihidroxi-aceton-foszfátnak nevezik, amelyet a DHAP rövidítés ismert. A glikolízis következő lépéseiben is részt vesz, miután a folyamat során előállított első cukor azonos összetevőjévé vált: glicerinaldehid-3-foszfát.
A dihidroxi-aceton-foszfát gliceraldehid-3-foszfáttá történő átalakulását egy enzim képezi, amely a sejtek citoszoljában található, és ezt glicerin-3-foszfát-dehidrogenáznak nevezik. Ez az átalakítási folyamat "glicerin-foszfát transzfer" néven ismert..
Ezután általánosságban elmondható, hogy a glikolízis első fázisa egy glükózmolekulának a triózfoszfát két molekulájában történő módosításán alapul. Ez az a szakasz, ahol az oxidáció nem következik be.
Az említett lépés öt lépésből áll, amelyeket reakciónak nevezünk, és mindegyiket saját specifikus enzimje katalizálja. Az előkészítő szakasz vagy az energiaigény 5 lépése a következő:
Első lépés
A glikolízis első lépése a glükóz glükóz-6-foszfáttá történő átalakítása. A reakciót katalizáló enzim hexokináz. Itt a glükózgyűrű foszforilálódik.
A foszforiláció egy foszfátcsoport hozzáadása az ATP-ből származó molekulához. Ennek eredményeként a glikolízis ezen a pontján 1 ATP molekulát fogyasztottak.
A reakció a hexokináz enzim segítségével történik, amely enzim katalizálja számos hatelemes gyűrűszerű glükózszerkezet foszforilációját..
Az atomi magnézium (Mg) szintén hozzájárul az ATP molekulában lévő foszfátcsoportok negatív töltéseinek védelméhez.
Ennek a foszforilációnak az eredménye a glükóz-6-foszfát (G6P), az úgynevezett molekula, mivel a glükóz 6-as szénatomja a foszfátcsoportot szerezte be.
Második lépés
A glikolízis második lépése magában foglalja a glükóz-6-foszfát fruktóz-6-foszfát (F6P) átalakítását. Ez a reakció a foszfoglükóz izomeráz enzim segítségével történik.
Ahogy az enzim neve is utal, ez a reakció izomerizációs hatást eredményez.
A reakció magában foglalja a szén-oxigén kötés átalakítását, hogy a hat tagú gyűrűt egy 5 tagú gyűrűben módosítsuk.
Az átszervezés akkor következik be, amikor a hat tagú gyűrűt kinyitják, majd lezárják oly módon, hogy az első szén a gyűrűn kívül legyen.
Harmadik lépés
A glikolízis harmadik lépésében a fruktóz-6-foszfát fruktóz-1,6-bifoszfáttá (FBP) alakul át..
A glikolízis első lépésében előforduló reakcióhoz hasonlóan az ATP második molekulája biztosítja a foszfátcsoportot, amelyet a fruktóz-6-foszfát molekulájához adunk..
A reakciót katalizáló enzim foszfofruktokináz. Mint az 1. lépésben, egy magnézium-atom is szerepet játszik a negatív töltések védelmében.
Negyedik lépés
Az aldoláz enzim a fruktóz-1,6-biszfoszfátot két cukorral osztja el, amelyek egymás izomerjei. Ezek a két cukor a dihidroxi-aceton-foszfát és a glicerinaldehid-trifoszfát.
Ez a szakasz az aldoláz enzimet használja, amely katalizálja a fruktóz-1,6-bifoszfát (FBP) hasítását két 3-szén molekula előállítására. Az egyik ilyen molekulát gliceraldehid-trifoszfátnak nevezik, a másik pedig dihidroxi-aceton-foszfátnak nevezik..
Ötödik lépés
A trifoszfát-izomeráz enzim gyorsan összekapcsolódik a dihidroxi-aceton-foszfát és a glicerinaldehid-trifoszfát molekuláival. A glicerinaldehid-foszfátot a glikolízis következő lépésében elimináljuk és / vagy használjuk.
A glicerinaldehid-trifoszfát az egyetlen olyan molekula, amely a glikolitikus úton folytatódik. Ennek eredményeképpen az összes előállított dihidroxi-aceton-foszfát-molekulát követi a trifoszfát-izomeráz enzim, amely a dihidroxi-aceton-foszfátot gliceraldehid-trifoszfátban átrendezi, hogy folytatódjon a glikolízisben.
A glikolitikus útvonal ezen a pontján két molekula van, három szénatom, de a glükóz még nem teljesen átalakult piruváttá.
Energiatakarékos fázis
Az első szakaszból előállított két szén-széncukor-molekula most egy másik transzformációs sorozaton megy keresztül. Az alábbiakban ismertetett eljárást minden cukormolekula esetében kétszer generáljuk.
Először is, az egyik molekula megszabadul két elektronból és két protonból, és ennek a kibocsátásnak a következményeként egy további foszfátot adunk a cukormolekulához. Az így nyert komponenst 1,3-bifoszfoglicerátnak nevezzük.
Ezután az 1,3-bifoszfoglicerát megszabadul az egyik foszfátcsoporttól, amely végül egy ATP molekulává válik.
Ekkor szabadul fel az energia. A foszfát felszabadulásából származó molekulát 3-foszfoglicerátnak nevezzük.
A 3-foszfoglicerát egy másik, ezzel egyenértékű elem lesz, de a molekulaszerkezet szempontjából bizonyos jellemzőkkel rendelkezik. Ez az új elem 2-foszfoglicerát.
A glikolízis folyamat utolsó előtti lépésében a 2-foszfoglicerát foszfoenol-piruváttá alakul át egy vízmolekula elvesztése következtében..
Végül, a foszfoenolpiruvát megszabadul egy másik foszfátcsoporttól, ami egy olyan eljárás, amely egy ATP molekula létrehozását is jelenti, és így az energia felszabadulását..
A foszfátmentes, a foszfoinol-piruvát az eljárás végén egy piruvát-molekulában jön létre.
A glikolízis végén két piruvát-molekulát állítanak elő, négy ATP-t és két nikotinamid-adenin-dinukleotid-hidrogént (NADH), amely utóbbi elem az ATP molekulák létrehozását is elősegíti a szervezetben.
Amint láttuk, a glikolízis második felében az öt fennmaradó reakció jelentkezik. Ez a szakasz oxidatív néven is ismert.
Ezenkívül egy specifikus enzim beavatkozik az egyes lépésekbe, és ennek a fázisnak a reakciói kétszer fordulnak elő minden glükózmolekula esetében. Az előnyök 5 lépése vagy az energiafelszabadítási fázis a következő:
Első lépés
Ebben a lépésben két fő esemény fordul elő, amelyek közül az egyik az, hogy a glicerinaldehid-trifoszfátot a koenzim-nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD) oxidálja; másrészt a molekula szabad foszfátcsoport hozzáadásával foszforilálódik.
A reakciót katalizáló enzim glicerinaldehid-trifoszfát-dehidrogenáz.
Ez az enzim megfelelő struktúrákat tartalmaz, és olyan helyzetben tartja a molekulát, hogy lehetővé teszi a nikotinamid-adenin-dinukleotid-molekulának a hidrogén eltávolítását a glicerinaldehid-trifoszfátból, a NAD-t NAD-dehidrogenázokká (NADH) alakítva..
A foszfát-csoport ezután megtámadja a glicerinaldehid-trifoszfát molekulát, és felszabadítja azt az enzimből, hogy 1,3-bisz-foszfogilátot, NADH-t és hidrogénatomot állítson elő.
Második lépés
Ebben a szakaszban az 1,3-biszfoszfográtot foszfoglicerát-kináz enzimmel alakítják át trifoszfogliceráttá.
Ez a reakció magában foglal egy foszfátcsoport elvesztését a kiindulási anyagból. A foszfátot adenozin-difoszfátmolekulába juttatjuk, amely az első ATP-molekulát termeli.
Mivel valójában két 1,3-bifoszglicerátmolekula van (mivel a glikolízis 1. fázisában két szénhidrogén volt a termék), ebben a lépésben valójában két ATP molekulát szintetizálnak.
Ezzel az ATP szintézissel az első két ATP molekula törlésre kerül, ami 0 ATP molekula hálózatát eredményezi a glikolízis ezen szakaszáig..
Ismét megfigyelhető, hogy egy magnézium-atom részt vesz a negatív töltések védelmében az ATP-molekula foszfátcsoportjaiban.
Harmadik lépés
Ez a lépés magában foglalja a foszfátcsoport helyzetének egyszerű átrendeződését a 3-foszfoglicerát molekulában, amely 2 foszfogliceráttá alakítja át.
Ennek a reakciónak a katalízisében részt vevő molekulát foszfoglicerát-mutáznak (PGM) nevezzük. A mutáz olyan enzim, amely egy funkcionális csoport egyik molekulából a másikba történő átvitelét katalizálja.
A reakciómechanizmus először egy további foszfátcsoportot ad a 3-as foszforilát 2 'helyzetéhez. Ezután az enzim eltávolítja a foszfátot a 3'-pozícióból, így csak a 2 '-foszfátot hagyja, és így 2 foszfoglicerátot kap. Ily módon az enzim visszaáll az eredeti foszforilált állapotába is.
Negyedik lépés
Ez a lépés magában foglalja a 2-foszfoglicerát foszfoinol-piruvát (PEP) átalakítását. A reakciót az enoláz enzim katalizálja.
Az enoláz egy vízcsoport eltávolításával vagy a 2 foszfoglicerát dehidratálásával hat. Az enzim zsebének specifitása lehetővé teszi, hogy a szubsztrátban lévő elektronok úgy alakuljanak át, hogy a fennmaradó foszfátkötés nagyon instabilvá váljon, így előkészíti a szubsztrátumot a következő reakcióra..
Ötödik lépés
A glikolízis utolsó lépése a piruvát kináz enzim segítségével átalakítja a foszfoinolpiruvátot piruváttá.
Ahogy az enzim neve is utal, ez a reakció egy foszfátcsoport átadását foglalja magában. A foszfoinolpiruvát 2 'szénatomjához kapcsolt foszfátcsoportot adenozin-difoszfátmolekulába juttatjuk, amely ATP-t termel..
Újra, mivel két foszfoenolpiruvátmolekula létezik, itt két adenozin-trifoszfát vagy ATP molekula keletkezik.
A glikolízis funkciói
A glikolízis folyamata minden élő szervezet számára létfontosságú, mivel az a folyamat, amelyen keresztül a sejtenergia jön létre.
Ez az energiatermelés kedvez a sejtek légzési folyamatainak, valamint a fermentációs folyamatnak.
A cukrok fogyasztása révén a szervezetbe belépő glükóz összetett összetételű.
A glikolízis segítségével egyszerűsíthetjük ezt a kompozíciót, és átalakíthatjuk egy olyan vegyületté, amelyet a test energiahatékonyságra használhat..
A glikolízis folyamán négy ATP molekula keletkezik. Ezek az ATP molekulák a fő út, amelyen keresztül a szervezet megszerzi az energiát és kedvez az új sejtek létrehozásához; Ezért ezeknek a molekuláknak a létrehozása elengedhetetlen a szervezet számára.
Neurális védelem
A vizsgálatok megállapították, hogy a glikolízis fontos szerepet játszik a neuronok viselkedésében.
A Salamanca Egyetem kutatói, a Castilla y León Idegtudományi Intézete és a Salamanca Egyetemi Kórház megállapították, hogy a neuronokban a növekvő glikolízis ebből kifolyólag gyorsabb halált eredményez..
Ez annak a következménye, hogy az idegsejtek az oxidatív stressz miatt szenvednek. Akkor minél alacsonyabb a glikolízis, annál nagyobb az antioxidáns erő a neuronokon, és annál nagyobb a túlélési lehetősége..
Ennek a felfedezésnek a következményei pozitív hatással lehetnek a neuronális degenerációval jellemzett betegségek tanulmányozására, mint például az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór..
referenciák
- "Mi a piruvát?". A (z) Metabolic Guide: guiametabolica.org szeptember 11-én érkezett
- "Glükolízis" a Nemzeti Rák Intézetben. A Nemzeti Rákkutató Intézet 2017. szeptember 11-én gyűjtött: cancer.gov
- Pichel, J. "Megtalálta a neuronokban a glikolízis és az oxidatív stresszt szabályozó mechanizmust" (2009. június 11.) az Ibero-amerikai Tudományos és Technológiai Terjesztési Ügynökségben. A tudomány és a technológia terjesztéséről szóló Ibero-amerikai Ügynökség 2017. szeptember 11-én szerezte be: dicyt.com
- "Glukolízis" a Khan Akadémián. A lap eredeti címe: 2017. szeptember 11., Khan Academy: en.khanacademy.org
- González, A. és Raisman, J. "Glükolízis: a citoszol ciklusa" (2005. augusztus 31.) a biológiai terület hipertexjeiben. A szeptember 11-én szerezte meg a Biológia területén található hipertexektől: biologia.edu.ar
- Smith, J. "Mi a glikolízis" (2017. május 31.) a News Medical-ben. A lap tetejére 2017. szeptember 11-én érkezett: News Medical: news-medical.net
- Bailey, L. "10 lépés a glikolízis" (2017. június 8.) a Thoughcoban. A szeptember 11-én érkezett a Thoughco-ból: thinkco.com
- Berg, J., Tymoczko, J. és Stryer, L. "Biochemistry. 5. kiadás. " A Nemzeti Biotechnológiai Információs Központban. A Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ 2017. szeptember 11-én szerezte meg: ncbi.nlm.nih.gov
- "Glicerin-3-foszfát-dehidrogenáz" a Clínica Universidad de Navarra-ban. A (z) Clínica Universidad de Navarra 2017. szeptember 11-én érkezett: cun.es
- "A celluláris légzés lépései" a Khan Akadémián. A lap eredeti címe: 2017. szeptember 11., Khan Academy: en.khanacademy.org.