ATP yapmak için glikoz metabolize nasıl

İçerik

• Glikoz Nedir?
• ATP Nedir?
• Hücresel solunum
• Erken Glikoliz
• Daha sonra Glikoliz
• Krebs Döngüsü
• Elektron Taşıma Zinciri

Altı karbonlu şeker olan glikoz, tüm yaşamı besleyen denklemde temel "girdi" dir. Dışarıdan gelen enerji, bir şekilde, hücre için enerjiye dönüştürülür. En iyi arkadaşınızdan en düşük bakteri seviyesine kadar canlı olan her organizmanın kök metabolik seviyesinde yakıt için glikozu yanan hücreleri vardır.

Organizmalar, hücrelerinin glukozdan enerji alabildiği ölçüde değişir. Tüm hücrelerde, bu enerji şeklindedir adenozin trifosfat (ATP).

Bu nedenle, bir şey Tüm canlı hücrelerin ortak özelliği, ATP yapmak için glikozu metabolize etmeleridir.. Bir hücreye giren belirli bir glikoz molekülü biftek yemeği, yabani bir hayvanın avı, bitki maddesi veya başka bir şey olarak başlamış olabilir.

Ne olursa olsun, çeşitli sindirim ve biyokimyasal süreçler, organizmanın hücresel metabolik yollara giren monosakarit şekerin beslenmesi için yediği maddelerdeki tüm çoklu karbon moleküllerini parçalamıştır.

Glikoz Nedir?

Kimyasal olarak, glukoz bir heksoz şeker, büyü Yunanca "altı" öneki olan glikozdaki karbon atomlarının sayısı. Moleküler formülü C₆'H₁₂Ö₆mol başına 180 gram moleküler ağırlık vererek.

Glikoz da bir monosakkarit Bu, sadece bir temel ünite içeren bir şekerdir, veya Monomer. Fruktoz bir monosakaritin diğer bir örneği sakarozveya sofra şekeri (fruktoz artı glikoz), laktoz (glikoz artı galaktoz) ve maltoz (glikoz artı glukoz) disakkaritler.

Glikozdaki karbon, hidrojen ve oksijen atomlarının oranının 1: 2: 1 olduğunu unutmayın. Aslında bütün karbonhidratlar aynı orandadır ve moleküler formülleri C formundadır._n'H_2nÖ_n.

ATP Nedir?

ATP bir nükleosidBu durumda, adenosin, ona bağlı üç fosfat grubu ile. Bu aslında bir yapar nükleotitbir nükleosid olduğu gibi pentoz şeker riboz veya deoksiriboz) azotlu bir bazla (yani adenin, sitozin, guanin, timin veya urasil) bir araya getirilirken, bir nükleotit, bağlı bir veya daha fazla fosfat grubu bulunan bir nükleosittir. Ancak, terminoloji bir yana, ATP hakkında bilinmesi gereken en önemli şey, adenin, riboz ve üç fosfat (P) grubundan oluşan bir zincir içermesidir.

ATP üzerinden yapılır. fosforilasyon adenosin difosfatın (ADP) ve bunun tersine, ATP'deki terminal fosfat bağı, hidrolize, ADP ve P_ben (inorganik fosfat) ürünlerdir. ATP, hücrelerin "enerji para birimi" olarak kabul edilir, çünkü bu olağanüstü molekül, hemen hemen her metabolik sürece güç sağlamak için kullanılır.

Hücresel solunum

Hücresel solunum ökaryotik organizmalarda, oksijen varlığında glikozu ATP'ye ve karbondioksite dönüştüren, su veren ve proseste zengin bir ATP (yatırım yapılan glikoz molekülü başına 36 ila 38 molekül) üreten metabolik yollar kümesidir.

Elektron taşıyıcıları ve enerji molekülleri hariç, genel net reaksiyon için dengeli kimyasal formül:

C₆'H₁₂Ö₆ +6 O₂ → 6 CO₂ +6 H₂Ö

Hücresel solunum aslında üç ayrı ve sıralı yol içerir:

Bu aşamaların son ikisi oksijene bağlıdır ve birlikte aerobik solunum. Bununla birlikte, genellikle, ökaryotik metabolizma tartışmalarında glikoliz, oksijene bağlı olmasa da, kısmen "aerobik solunum" olarak kabul edilir, çünkü hemen hemen tüm ana ürünü, piruvat, diğer iki yola girmeye devam ediyor.

Erken Glikoliz

Glikolizde, glikoz bir dizi 10 reaksiyonda molekül piruvat haline dönüştürülür ve ATP'nin iki molekülünün net kazancı ve "elektron taşıyıcısının" iki molekülü nikotinamid adenin dinükleotid (NADH). İşleme giren her glikoz molekülü için, piruvat altı glukoz için üç karbon atomuna sahip olduğundan iki piruvat molekülü üretilir.

İlk adımda, glikoz olmak için fosforile edilir glükoz-6-fosfat (G6P). Bu, fosfat grubu G6P'ye negatif bir yük verdiğinden hücre zarından geri sürüklenmek yerine glikozun metabolize edilmesini taahhüt eder. Sonraki birkaç aşamada, molekül farklı bir şeker türevine yeniden düzenlenir ve daha sonra ikinci bir kez fosforile edilir früktoz-1,6-bisfosfat.

Bu erken glikoliz aşamaları iki ATP yatırımı gerektirir çünkü bu fosforilasyon reaksiyonlarındaki fosfat gruplarının kaynağıdır.

Daha sonra Glikoliz

Fruktoz-1,6-bisfosfat, her biri kendi fosfat grubunu taşıyan iki farklı üç karbon molekülüne ayrılır; bunlardan neredeyse hepsi, hızlı bir şekilde diğerine dönüştürülür, gliseraldehid-3-fosfat- (G3P). Bu nedenle, bu noktadan itibaren, her şey kopyalanır çünkü her glikoz için "Glikoz" için iki G3P vardır.

Bu noktadan itibaren G3P, ayrıca oksitlenmiş NAD + 'dan NADH üreten bir adımda fosforile edilir ve daha sonra iki fosfat grubu, glikolizin son karbon ürünü ile birlikte iki ATP molekülü üretmek üzere sonraki yeniden düzenleme adımlarında ADP moleküllerine verilir, piruvat.

Bu, glikoz molekülü başına iki kez gerçekleştiğinden, glikolizin ikinci yarısı, ağ iki ATP'nin (iki işlemin erken olması gerektiğinden) ve iki NADH'nin glikolizinden kazanç.

Krebs Döngüsü

İçinde hazırlık reaksiyonu, glikolizde üretilen piruvat, sitoplazmadan mitokondriyal matrikse yolunu bulduktan sonra, ilk önce asetat (CH) 'ye dönüştürülür.₃COOH-) ve CO₂ (bu senaryoda atık ürün) ve sonra adı verilen bir bileşiğe asetil koenzim Aveya asetil CoA. Bu reaksiyonda, bir NADH üretilir. Bu Krebs döngüsü için sahne ayarlar.

Bu sekiz reaksiyon dizisi, ilk adımdaki tepkenlerden biri olduğu için adlandırılmıştır. okzaloasetat, ayrıca son adımdaki üründür. Krebs döngüsünün işi, bir üreticiden ziyade bir tedarikçinin işidir: Glikoz molekülü başına sadece iki ATP üretir, ancak altı NADH ve iki FADH'ye katkıda bulunur.₂başka bir elektron taşıyıcısı ve NADH'nin yakın bir akrabasıdır.

(Bunun bir ATP, üç NADH ve bir FADH olduğunu unutmayın.₂ devir başına. Glikolize giren her glikoz için, iki asetil CoA molekülü Krebs döngüsüne girer.)

Elektron Taşıma Zinciri

Glikoz başına, bu noktadaki enerji, dört ATP (ikisi glikoliz ve ikisi Krebs siklusundan), 10 NADH (ikisi glikoliz, ikisi hazırlık reaksiyonundan ve altı Krebs siklusundan) ve iki FADH'dir.₂ Krebs döngüsünden. Krebs döngüsündeki karbon bileşikleri akış yönünde dönmeye devam ederken, elektron taşıyıcıları mitokondriyal matristen mitokondri zarına doğru hareket eder.

Ne zaman NADH ve FADH₂ Elektronlarını serbest bırakırlar, bunlar mitokondriyal zar boyunca elektrokimyasal bir gradyan oluşturmak için kullanılır. Bu gradyan, adı geçen bir işlemde ATP oluşturmak için fosfat gruplarının ADP'ye bağlanmasına güç sağlamak için kullanılır. oksidatif fosforilasyonbu nedenle, elektron taşıyıcıdan zincirdeki elektron taşıyıcısına basamaklanan elektronların nihai alıcısı oksijendir (O₂).

Çünkü her NADH üç ATP ve her FADH verir₂ oksidatif fosforilasyonda iki ATP verir, bu karışıma (10) (3) + (2) (2) = 34 ATP ekler. Böylece bir glikoz molekülü 38 ATP'ye kadar üretebilir ökaryotik organizmalarda.