ამ სტატიაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ აერობულ გლიკოლიზს, მის პროცესებს და გავაანალიზებთ ეტაპებსა და საფეხურებს. გავეცნოთ გლუკოზის ანაერობულ დაჟანგვას, გავეცნოთ ამ პროცესის ევოლუციურ მოდიფიკაციას და დავადგინოთ მისი ბიოლოგიური მნიშვნელობა.
რა არის გლიკოლიზი
გლიკოლიზი არის გლუკოზის დაჟანგვის სამი ფორმადან ერთ-ერთი, რომლის დროსაც დაჟანგვის პროცესს თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, რომელიც ინახება NADH-ში და ATP-ში. გლიკოლიზის პროცესში გლუკოზის მოლეკულისგან მიიღება პირუვინის მჟავის ორი მოლეკულა.
გლიკოლიზი არის პროცესი, რომელიც ხდება სხვადასხვა ბიოლოგიური კატალიზატორების - ფერმენტების გავლენის ქვეშ. მთავარი ჟანგვის აგენტია ჟანგბადი - O2, თუმცა გლიკოლიზის პროცესები შეიძლება მიმდინარეობდეს მისი არარსებობის შემთხვევაში. გლიკოლიზის ამ ტიპს ანაერობული გლიკოლიზი ეწოდება.
გლიკოლიზის პროცესი ჟანგბადის ნაკლებობით
ანაერობული გლიკოლიზი არის გლუკოზის დაჟანგვის ეტაპობრივი პროცესი, რომლის დროსაც გლუკოზა ბოლომდე არ იჟანგება. იქმნება პირუვიკის მჟავას ერთი მოლეკულა. თანაც ენერგიითთვალსაზრისით, გლიკოლიზი ჟანგბადის მონაწილეობის გარეშე (ანაერობული) ნაკლებად სასარგებლოა. თუმცა, როდესაც ჟანგბადი შედის უჯრედში, ანაერობული დაჟანგვის პროცესი შეიძლება გადაიზარდოს აერობულში და გაგრძელდეს სრული ფორმით.
გლიკოლიზის მექანიზმები
გლიკოლიზის პროცესი არის ექვსნახშირბადოვანი გლუკოზის დაშლა სამნახშირბადის პირუვატად ორი მოლეკულის სახით. თავად პროცესი იყოფა მომზადების 5 ეტაპად და 5 ეტაპად, რომელშიც ენერგია ინახება ATP-ში.
გლიკოლიზის პროცესი 2 საფეხურით და 10 საფეხურით არის შემდეგი:
- 1 ეტაპი, ეტაპი 1 - გლუკოზის ფოსფორილირება. გლუკოზაში მეექვსე ნახშირბადის დროს, საქარიდი თავად აქტიურდება ფოსფორილირების გზით.
- ნაბიჯი 2 - გლუკოზა-6-ფოსფატის იზომერიზაცია. ამ ეტაპზე ფოსფოგლუკოზეიმერაზა კატალიზურად გარდაქმნის გლუკოზას ფრუქტოზა-6-ფოსფატად.
- მე-3 ეტაპი - ფრუქტოზა-6-ფოსფატი და მისი ფოსფორილირება. ეს საფეხური მოიცავს ფრუქტოზა-1,6-დიფოსფატის (ალდოლაზას) წარმოქმნას ფოსფოფრუქტოკინაზა-1-ის მოქმედებით, რომელიც თან ახლავს ფოსფორილ ჯგუფს ადენოზინის ტრიფოსფორის მჟავიდან ფრუქტოზის მოლეკულამდე.
- ნაბიჯი 4 არის ალდოლაზას დაშლის პროცესი ტრიოზაფოსფატის ორი მოლეკულის წარმოქმნით, კერძოდ, ელდოზა და კეტოზა.
- სტადია 5 - ტრიოზაფოსფატები და მათი იზომერიზაცია. ამ ეტაპზე გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატი იგზავნება გლუკოზის დაშლის შემდგომ ეტაპებზე, ხოლო დიჰიდროქსიაცეტონ ფოსფატი ფერმენტის გავლენით გარდაიქმნება გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატის სახით.
- 2 ეტაპი, ეტაპი 6 (1) - გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატი და მისი დაჟანგვა - ეტაპი, რომელშიც ეს მოლეკულა იჟანგება და ფოსფორილირდებადიფოსფოგლიცერატი-1, 3.
- სტადია 7 (2) - მიზნად ისახავს ფოსფატის ჯგუფის ADP-ზე გადატანას 1,3-დიფოსფოგლიცერატიდან. ამ ეტაპის საბოლოო პროდუქტებია 3-ფოსფოგლიცერატის და ატფ-ის წარმოქმნა.
- ნაბიჯი 8 (3) - გადასვლა 3-ფოსფოგლიცერატიდან 2-ფოსფოგლიცერატზე. ეს პროცესი ხდება ფერმენტ ფოსფოგლიცერატ მუტაზას გავლენის ქვეშ. ქიმიური რეაქციის ნაკადის წინაპირობაა მაგნიუმის (მგ) არსებობა.
- ნაბიჯი 9 (4) - 2 ფოსფოგლიცერტა დეჰიდრატირებული.
- სტადია 10 (5) - წინა ეტაპების შედეგად მიღებული ფოსფატები გადადის ADP-სა და PEP-ში. ენერგია ფოსფოენულპიროვატიდან გადადის ADP-ში. რეაქცია მოითხოვს კალიუმის (K) და მაგნიუმის (Mg) იონების არსებობას.
გლიკოლიზის შეცვლილი ფორმები
გლიკოლიზის პროცესს შეიძლება თან ახლდეს 1, 3 და 2, 3-ბიფოსფოგლიცერატების დამატებითი წარმოება. 2,3-ფოსფოგლიცერატი, ბიოლოგიური კატალიზატორების გავლენით, შეუძლია დაუბრუნდეს გლიკოლიზს და გადავიდეს 3-ფოსფოგლიცერატის სახით. ამ ფერმენტების როლი მრავალფეროვანია, მაგალითად, 2, 3-ბიფოსფოგლიცერატი, რომელიც არის ჰემოგლობინში, იწვევს ჟანგბადის შეღწევას ქსოვილებში, ხელს უწყობს დისოციაციას და ამცირებს O2 და ერითროციტების აფინურობას.
ბევრი ბაქტერია ცვლის გლიკოლიზის ფორმებს სხვადასხვა სტადიაზე, ამცირებს მათ საერთო რაოდენობას ან ცვლის მათ სხვადასხვა ფერმენტების გავლენის ქვეშ. ანაერობების მცირე ნაწილს აქვს ნახშირწყლების დაშლის სხვა მეთოდები. ბევრ თერმოფილს აქვს მხოლოდ 2 გლიკოლიზის ფერმენტი, ესენია ენოლაზა და პირუვატკინაზა.
გლიკოგენი და სახამებელი, დისაქარიდები დასხვა სახის მონოსაქარიდები
აერობული გლიკოლიზი არის პროცესი, რომელიც თან ახლავს ნახშირწყლების სხვა ტიპებს და კონკრეტულად მას თან ახლავს სახამებელი, გლიკოგენი, დისაქარიდების უმეტესობა (მანოზა, გალაქტოზა, ფრუქტოზა, საქაროზა და სხვა). ყველა სახის ნახშირწყლების ფუნქციები ძირითადად მიმართულია ენერგიის მიღებაზე, მაგრამ შეიძლება განსხვავდებოდეს მათი დანიშნულების, გამოყენების სპეციფიკის მიხედვით და ა.შ. მაგალითად, გლიკოგენი ექვემდებარება გლიკოგენეზს, რაც სინამდვილეში არის ფოსფოლიტური მექანიზმი, რომელიც მიმართულია ენერგიის მიღებაზე. გლიკოგენის დაშლა. თავად გლიკოგენი შეიძლება ინახებოდეს ორგანიზმში, როგორც ენერგიის სარეზერვო წყარო. ასე, მაგალითად, ჭამის დროს მიღებული გლუკოზა, რომელიც არ შეიწოვება ტვინში, გროვდება ღვიძლში და გამოყენებული იქნება ორგანიზმში გლუკოზის დეფიციტის დროს, რათა დაიცვან ინდივიდი ჰომეოსტაზის სერიოზული დარღვევებისგან.
გლიკოლიზის მნიშვნელობა
გლიკოლიზი არის გლუკოზის დაჟანგვის უნიკალური, მაგრამ არა ერთადერთი სახეობა ორგანიზმში, როგორც პროკარიოტების, ასევე ევკარიოტების უჯრედში. გლიკოლიზის ფერმენტები წყალში ხსნადია. გლიკოლიზის რეაქცია ზოგიერთ ქსოვილსა და უჯრედში შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ამ გზით, მაგალითად, ტვინისა და ღვიძლის ნეფრონის უჯრედებში. ამ ორგანოებში გლუკოზის დაჟანგვის სხვა გზები არ გამოიყენება. თუმცა, გლიკოლიზის ფუნქციები ყველგან ერთნაირი არ არის. მაგალითად, ცხიმოვანი ქსოვილი და ღვიძლი საჭმლის მონელების პროცესში გლუკოზისგან გამოყოფენ საჭირო სუბსტრატებს ცხიმების სინთეზისთვის. ბევრი მცენარე იყენებს გლიკოლიზს, როგორც ენერგიის ძირითადი ნაწილის ამოღების საშუალებას.
