Glukoliz Fazları ve İşlevleri

glikoliz veya glikoliz, bir glikoz molekülünün iki piruvat molekülüne parçalandığı süreçtir. Enerji, farklı hücresel işlemlerde vücut tarafından kullanılan glikoliz yoluyla üretilir..

Glikoliz, bu prosedürün keşifleri olan Gustav Embden ve Otto Fritz Meyerhof'un onuruna Embden-Meyerhof döngüsü olarak da bilinir..

Glikoliz hücrelerde, özellikle sitoplazmada bulunan sitozolde üretilir. Bu, tüm canlılarda en yaygın prosedürdür, çünkü hem ökaryotik hem de prokaryotik olan tüm hücrelerde üretilir..

Bu, hayvanların, bitkilerin, bakterilerin, mantarların, alglerin ve hatta protozoan organizmaların glikoliz sürecine duyarlı olduğu anlamına gelir..

Glikolizin temel amacı, vücudun diğer hücresel işlemlerinde kullanılan enerjiyi üretmektir..

Glikoliz, hücresel ya da aerobik solunum işleminin üretildiği, oksijenin varlığının gerekli olduğu ilk adıma karşılık gelir..

Oksijensiz ortamlarda, glikoliz, fermentasyon işlemine katkıda bulunduğu için önemli bir katılıma sahiptir..

indeks

• 1 Glikoliz Aşamaları
  • 1.1 Enerji gereksinim aşaması
  • 1.2 Enerji salınımı aşaması
• 2 Glikolizin fonksiyonları
  • 2.1 Sinir koruması
• 3 Kaynakça

Glikoliz Aşamaları

Glikoliz on fazın bir sonucu olarak üretilir. Bu on aşama iki ana kategoriyi belirleyerek basitleştirilmiş bir şekilde açıklanabilir: Birincisi, bir enerji gereksiniminin olduğu; ve ikincisi, daha fazla enerjinin üretildiği veya serbest bırakıldığı.

Enerji gereksinim aşaması

Glikoz molekülü ve bir fruktoz molekülü olan şekerden elde edilen bir glikoz molekülü ile başlar.

Glikoz molekülü ayrıldıktan sonra fosforik asit de denilen iki fosfat grubuyla birleştirilir..

Bu fosforik asitler, hücrelerin farklı aktivitelerinde ve fonksiyonlarında gereken ana enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilen bir element olan adenozin trifosfattan (ATP) kaynaklanmıştır..

Bu fosfat gruplarının dahil edilmesiyle, glikoz molekülü değiştirilir ve başka bir ad alır: fruktoz-1,6-bisfosfat.

Fosforik asitler bu yeni molekülde dengesiz bir durum meydana getirir ve sonuç olarak iki bölüme ayrılır..

Sonuç olarak, her biri fosfatlanmış özelliklere ve üç karbona sahip iki farklı şeker ortaya çıkar..

Bu iki şeker aynı bazlara sahip olsalar da, birbirlerinden farklı kılan özelliklere sahiptirler..

İlki, gliseraldehit-3-fosfat olarak adlandırılır ve doğrudan glikoliz işleminin bir sonraki aşamasına gidecek olandır..

Üretilen ikinci üç karbonlu fosfat şekeri, DHAP kısaltması tarafından bilinen dihidroksiaseton fosfat olarak adlandırılır. Ayrıca, işlemden üretilen ilk şekerin aynı bileşeni haline geldikten sonra aşağıdaki glikoliz aşamalarına da katılır: gliseraldehit-3-fosfat.

Dihidroksiaseton fosfatın gliseraldehit-3-fosfata bu dönüşümü, hücrelerin sitozolunda bulunan ve gliserol-3-fosfat dehidrojenaz olarak adlandırılan bir enzim vasıtasıyla üretilir. Bu dönüşüm işlemi "gliserol fosfat mekiği" olarak bilinir.

Daha sonra, genel olarak, glikolizin ilk fazının, iki trioz fosfat molekülündeki bir glikoz molekülünün modifikasyonuna dayandığı söylenebilir. Oksidasyonun meydana gelmediği aşamadır.

Adı geçen adım, reaksiyon adı verilen beş adımdan oluşur ve her biri kendi spesifik enzimi tarafından katalize edilir. Hazırlık aşamasının veya enerji gereksiniminin 5 adımı aşağıdaki gibidir:

İlk adım

Glikolizde ilk adım, glukozun glikoz-6-fosfata dönüştürülmesidir. Bu reaksiyonu katalize eden enzim heksokinazdır. Burada, glukoz halkası fosforile edilir.

Fosforilasyon, ATP'den türetilmiş bir moleküle bir fosfat grubu eklenmesinden oluşur. Sonuç olarak, bu glikoliz noktasında, 1 ATP molekülü tüketilmiştir..

Reaksiyon, birçok altı element halka benzeri glukoz yapısının fosforilasyonunu katalize eden bir enzim olan hekzokinaz enziminin yardımı ile gerçekleşir..

Atomik magnezyum (Mg) ayrıca ATP molekülündeki fosfat gruplarının negatif yüklerinin korunmasına yardımcı olmak için müdahale eder..

Bu fosforilasyonun sonucu, glukoz-6-fosfat (G6P) olarak adlandırılan bir moleküldür, çünkü glukozun karbon 6'sı fosfat grubunu elde eder..

İkinci adım

İkinci glikoliz aşaması, glikoz-6-fosfatın fruktoz-6-fosfata (F6P) dönüştürülmesini içerir. Bu reaksiyon, fosfoglukoz izomeraz enziminin yardımı ile gerçekleşir..

Enzimin adından da anlaşılacağı gibi, bu reaksiyon bir izomerizasyon etkisi gerektirir.

Reaksiyon, beş üyeli bir halkadaki altı üyeli halkayı değiştirmek için karbon-oksijen bağının dönüşümünü içerir..

Yeniden yapılanma, altı üyeli halka açıldığında ve ardından ilk karbonun şimdi halkaya dış olacak şekilde kapatılmasından sonra gerçekleşir..

Üçüncü adım

Glikolizin üçüncü aşamasında, fruktoz-6-fosfat, fruktoz-1,6-bifosfata (FBP) dönüştürülür..

Birinci glikoliz basamağında meydana gelen reaksiyona benzer şekilde, ikinci bir ATP molekülü, fruktoz-6-fosfat molekülüne eklenen fosfat grubunu sağlar..

Bu reaksiyonu katalize eden enzim, fosfodruktokinazdır. 1. adımdaki gibi, negatif yüklerin korunmasına yardımcı olmak için bir magnezyum atomu dahil edilmiştir..

Dördüncü adım

Enzili aldolaz fruktoz 1,6-bifosfatı birbirinin izomeri olan iki şekere böler. Bu iki şeker dihidroksiaseton fosfat ve gliseraldehit trifosfattır.

Bu aşama, iki 3-karbonlu molekül üretmek için fruktoz-1,6-bifosfatın (FBP) bölünmesini katalize eden enzim aldolazı kullanır. Bu moleküllerden birine gliseraldehit trifosfat, diğeri dihidroksiaseton fosfat denir.

Beşinci adım

Enzim trifosfat izomeraz, hızlı bir şekilde molekülleri dihidroksiaseton fosfat ve gliseraldehit trifosfat ile iç içe geçirir. Gliseraldehit fosfat elimine edilir ve / veya bir sonraki glikoliz basamağında kullanılır..

Gliseraldehit trifosfat, glikolitik yolda devam eden tek moleküldür. Sonuç olarak, üretilen tüm dihidroksiaseton fosfat moleküllerinin ardından glisoldehit trifosfat içindeki dihidroksiaseton fosfatın yeniden düzenlenmesi ve böylece glikolizde devam edebilmesi için trifosfat izomeraz enzimi izlenir.

Glikolitik yoldaki bu noktada, üç karbonun iki molekülü vardır, ancak glukoz henüz piruvat haline henüz tamamen dönüştürülmemiştir..

Enerji salınımı aşaması

Birinci aşamadan üretilen iki üç karbonlu şeker molekülü şimdi başka bir dönüşüm dizisine girecek. Aşağıda tarif edilecek olan işlem her şeker molekülü için iki kez üretilecektir..

İlk olarak, moleküllerden biri iki elektrondan ve iki protondan kurtulacak ve bu salımın bir sonucu olarak, şeker molekülüne bir fosfat daha eklenecektir. Oluşan bileşene 1,3-bifosfogliserat denir.

Daha sonra, 1,3-bifosfogliserat, sonunda bir ATP molekülü olan fosfat gruplarından birinden kurtulur..

Bu noktada enerji serbest bırakılır. Bu fosfat salınmasından kaynaklanan moleküle 3-fosfogliserat denir.

3-fosfogliserat, ona eşit fakat moleküler yapı açısından belirli özelliklere sahip başka bir element haline gelir. Bu yeni element 2-fosfogliserattır.

Glikoliz işleminin son aşamada, 2-fosfogliserat, bir su molekülü kaybının bir sonucu olarak fosfoenolpiruvat'a dönüştürülür..

Son olarak, fosfoenolpiruvat, bir ATP molekülünün oluşturulmasını ve dolayısıyla bir enerji salınımını da içeren bir prosedür olan başka bir fosfat grubundan kurtulur..

Fosfatsız, fosfoenolpiruvat, bir piruvat molekülünde işlemin sonunda sonuçlanır..

Glikolizin sonunda, iki piruvat molekülü, dördüncü ATP ve iki nikotinamid adenin dinükleotit hidrojeni (NADH) üretilir; bu, aynı zamanda, vücutta ATP moleküllerinin oluşumunu desteklemektedir..

Görüldüğü gibi, kalan beş reaksiyonun meydana gelmesi glikolizin ikinci yarısındadır. Bu aşama aynı zamanda oksidatif olarak da bilinir..

Ek olarak, her adım için spesifik bir enzim müdahale eder ve bu aşamadaki reaksiyonlar, her glikoz molekülü için iki kez meydana gelir. Avantajların veya enerji salınım aşamasının 5 aşaması aşağıdaki gibidir:

İlk adım

Bu aşamada, biri gliseraldehit trifosfatın koenzim nikotinamid adenin dinükleotidi (NAD) tarafından oksitlendiği iki ana olay meydana gelir; ve diğer taraftan, molekül, serbest bir fosfat grubunun eklenmesiyle fosforile edilir..

Bu reaksiyonu katalize eden enzim, gliseraldehit trifosfat dehidrojenazdır.

Bu enzim uygun yapılar içerir ve molekülü, nikotinamid adenin dinükleotitinin molekülün gliseraldehit trifosfattan bir hidrojen çıkararak, NAD'yi NAD dehidrojenaza (NADH) dönüştürmesini sağlayacak şekilde tutar.

Fosfat grubu daha sonra gliseraldehit trifosfat molekülüne saldırır ve 1,3 bifosforgrat, NADH ve bir hidrojen atomu üretmek için onu enzimden serbest bırakır..

İkinci adım

Bu aşamada 1,3 bifosfolgrat, fosfogliserat kinaz enzimi tarafından trifosfogliserat'a dönüştürülür..

Bu reaksiyon başlangıç ​​materyalinden bir fosfat grubunun kaybını içerir. Fosfat, ilk ATP molekülünü üreten bir adenozin difosfat molekülüne aktarılır..

Aslında, iki 1,3-bifosgliserit molekülü olduğundan (1. aşama glikolizin iki karbonlu iki ürünü olduğu için), bu aşamada iki ATP molekülü sentezlenir..

Bu ATP sentezi ile, kullanılan ilk ATP molekülü iptal edilir ve bu, glikoliz aşamasına kadar 0 ATP molekülü ağına neden olur..

Yine ATP molekülünün fosfat gruplarındaki negatif yükleri korumak için bir magnezyum atomunun yer aldığı görülmüştür..

Üçüncü adım

Bu adım, fosfat grubunun 3-fosfogliserat molekülündeki konumunun basit bir şekilde yeniden düzenlenmesidir;.

Bu reaksiyonun katalizinde yer alan moleküle fosforgliserit mutaz (PGM) denir. Bir mutaz, bir fonksiyonel grubun bir konumdan bir molekülün diğerine transferini katalize eden bir enzimdir.

Reaksiyon mekanizması, ilk önce 3 fosfogliseratın 2 'pozisyonuna ilave bir fosfat grubu ilave edilerek ilerler. Daha sonra, enzim fosfatı 3 'konumundan uzaklaştırır, sadece 2' fosfat bırakır ve böylece 2 fosfogliserat verir. Bu şekilde, enzim ayrıca orijinal fosforile durumuna geri getirilir.

Dördüncü adım

Bu adım, 2 fosfogliseratın fosfoenolpiruvata (PEP) dönüştürülmesini içerir. Reaksiyon enolaz enzimi tarafından katalize edilir.

Enolas, bir grup su uzaklaştırılarak veya 2 fosfogliseratın dehidre edilmesiyle etki eder. Enzimin cebinin özgüllüğü, substrattaki elektronların, kalan fosfat bağının çok dengesiz hale geleceği şekilde yeniden düzenlenmesini sağlar, böylece substratı bir sonraki reaksiyon için hazırlar..

Beşinci adım

Glikolizin son basamağı, fosfoenolpiruvatı, piruvat kinaz enziminin yardımıyla piruvat haline dönüştürür..

Enzimin adından da anlaşılacağı gibi, bu reaksiyon bir fosfat grubunun transferini içerir. Fosfoenolpiruvatın 2 'karbonuna bağlı fosfat grubu, ATP üreten bir adenozin difosfat molekülüne aktarılır..

Yine, iki fosfoenolpiruvat molekülü olduğundan, burada aslında iki adenosin trifosfat veya ATP molekülü üretilir..

Glikolizin İşlevleri

Glikoliz işlemi, tüm canlı organizmalar için hayati öneme sahiptir, çünkü hücresel enerjinin üretildiği prosedürü temsil eder..

Bu enerji jenerasyonu hücrelerin solunum süreçlerini ve ayrıca fermantasyon prosesini desteklemektedir..

Şeker tüketimiyle vücuda giren glikozun karmaşık bir bileşimi vardır.

Glikoliz yoluyla bu kompozisyonu basitleştirmek ve vücudun enerji üretimi için yararlanabileceği bir bileşiğe dönüştürmek mümkündür..

Glikoliz işlemi ile dört ATP molekülü üretilir. ATP'nin bu molekülleri, organizmanın enerjiyi elde etmesinin ve yeni hücrelerin oluşturulmasını desteklemesinin ana yoludur; Bu nedenle, bu moleküllerin oluşumu organizma için esastır.

Sinir koruma

Araştırmalar, glikolizin nöronların davranışında önemli bir rol oynadığını belirlemiştir..

Salamanca Üniversitesi, Castilla y León Sinir Bilimleri Enstitüsü ve Salamanca Üniversitesi Hastanesi'nden araştırmacılar, nöronlarda artan glikolizin, bunun daha aceleci ölümüne işaret ettiğini belirledi..

Bu oksidatif stres dedikleri şeyden muzdarip nöronların bir sonucudur. Daha sonra, glikoliz ne kadar düşük olursa, nöronlar üzerindeki antioksidan güç o kadar yüksek ve hayatta kalma olasılığı o kadar büyük olur..

Bu keşiflerin sonuçları Alzheimer veya Parkinson gibi nöronal dejenerasyonla karakterize hastalıkların çalışmaları üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabilir..

referanslar

1. Metabolik Kılavuzunda "Piruvat Nedir?" 11 Eylül 2017 tarihinde Metabolic Guide'den alındı: guiametabolica.org
2. Ulusal Kanser Enstitüsünde "Glikoliz". 11 Eylül 2017 tarihinde Ulusal Kanser Enstitüsü'nden alınmıştır: cancer.gov
3. Pichel, J. "İbero-Amerikan Bilim ve Teknoloji Yaygınlığı Ajansı'nda" nöronlarda glikoliz ve oksidatif stresi kontrol eden mekanizmayı buldu "(11 Haziran 2009) 11 Eylül 2017'de İbero-Amerikan Bilim ve Teknolojinin Yaygınlaştırılması Ajansından alındı: dicyt.com
4. Khan Academy'de "Glikoliz". 11 Eylül 2017 tarihinde Khan Academy'den alındı: en.khanacademy.org
5. González, A. ve Raisman, J. "Biyolojik Alan Hiper Metinlerinde" Glikoliz: Sitosol Döngüsü "(31 Ağustos 2005). 11 Eylül 2017 tarihinde Biyoloji Alanındaki Köprülerden Alındı: biologia.edu.ar
6. Smith, J. News Medical'da "Glikoliz Nedir" (31 Mayıs 2017). 11 Eylül 2017 tarihinde News Medical'den alındı: news-medical.net
7. Bailey, L. "10 Glikoliz Adımları" (8 Haziran 2017) Thoughco'da. 11 Eylül 2017'de Thoughco'dan alındı: thoughtco.com
8. Berg, J., Tymoczko, J. ve Stryer, L. "Biochemistry. 5. baskı. " Ulusal Biyoteknoloji Merkezinde Bilgi. 11 Eylül 2017 tarihinde Ulusal Biyoteknoloji Merkezi'nden alınmıştır. Bilgi: ncbi.nlm.nih.gov
9. Clínica Universidad de Navarra'da "Gliserol-3-fosfat dehidrojenaz". 11 Eylül 2017 tarihinde Clínica Universidad de Navarra'dan alındı: cun.es
10. Khan Academy'de "Hücresel solunumun adımları". 11 Eylül 2017 tarihinde Khan Academy'den alındı: en.khanacademy.org.