Glikoliza vključuje biokatalizno nadzorovano razgradnjo enostavnih sladkorjev, kot je D-glukoze pri ljudeh in v skoraj vseh večceličnih organizmih. Postopek razgradnje in pretvorbe glukoze do piruvat pojavlja se v desetih zaporednih korakih in se lahko pojavi v aerobnih in anaerobnih pogojih. Glikoliza se uporablja za proizvodnjo energije in piruvat zagotavlja začetni predhodnik za biokemijsko sintezo nekaterih snovi. Razčlenitev višjega reda ogljikovi hidrati (polisaharidi) podvrže glikolizi tudi po razgradnji na enostavne sladkorje.
Kaj je glikoliza?
Glikoliza je osrednji presnovni proces za razgradnjo preprostega sladkorja D-glukoze in se pojavi znotraj celic v citozolu, tekočem delu celične plazme. Glikoliza je osrednji presnovni proces za razgradnjo preprostega sladkorja D-glukoza in poteka znotraj celic v citozolu, tekočem delu celične plazme. Proces razgradnje poteka v 10 zaporednih encimsko nadzorovanih posameznih korakih. Končni proizvodi skupaj ravnovesje od glikolize na molekulo glukoze sta 2 piruvat molekule, 2 nukleotida ATP in 2 nukleotida NADH. Deset posameznih korakov lahko razdelimo na dve fazi, fazo priprave od koraka 10 do koraka 1 in fazo amortizacije od koraka 5 do 6. Faza priprave je energetsko negativna za presnovo, zato je treba energijo dovajati v 10 ATP. Le amortizacijska faza je energetsko pozitivna, kar ima za posledico neto dobiček v obliki 2 nukleotidov ATP in 2 nukleotidov NADH. V vsakem od prvih dveh korakov glikolize 2 fosfat skupine prenesejo v glukozo, pridobljeno iz 2 nukleotidov ATP (adenozin trifosfat), ki se s tem pretvorijo v nukleotide ADP (adenozin difosfat). Medtem ko je glikoliza do tvorbe piruvata neodvisna od tega, ali prevladujejo oksične (aerobne) ali anoksične (anaerobne) razmere, je nadaljnja presnova piruvata odvisna od tega, ali kisik je na voljo ali ne. Vendar strogo gledano nadaljnji procesi razgradnje in pretvorbe niso več del glikolize.
Funkcija in naloga
Glikoliza je eden najpomembnejših in najpogostejših osrednjih presnovnih procesov, ki se pojavijo v celici. Naloga in funkcija glikolize je energijska in materialna presnova preprostega sladkorja D-glukoza. Nosilec energije in dobavitelj energije v tem procesu je ATP, ki ga dobimo med presnova energije z dobavo energije in prenosom a fosfat skupina v nukleotid ADP. Prednost poti preko ATP je v tem, da se energija shrani za kratek čas in se ne izgubi zaradi odvajanja toplote. Poleg tega lahko ATP prevažamo na kratke razdalje do mesta, kjer je trenutno potrebna energija. Energijsko pozitivna glikoliza celici dodatno zagotavlja piruvat. Lahko ga vnesemo v citratni cikel in nadaljnjo dihalno verigo pod "porabo" kisik v oksičnih razmerah v mitohondriji celic za nadaljnjo proizvodnjo energije ali pa se lahko uporablja kot vhodna snov za sintezo potrebnih snovi. V ciklu citrata CO2 (ogljika dioksid) in H2O (vode) se proizvajajo kot glavni produkti razgradnje. Energija, ki se sprosti med oksidacijskim postopkom, se v dihalni verigi porabi za fosforilacijo ADP v ATP in tako shrani za kratek čas. Popolna razgradnja glukoze na vode in ogljika dioksida z dodatkom kisik je bolj energetsko produktivna, vendar ima to slabost, da lahko poteka le pod oksidi, to je v pogojih, ko je molekulski kisik na voljo v zadostnih količinah. Kadar morajo skeletne mišice delovati na visoki ravni, je dovajanje kisika do mišičnih celic prepočasno, zato morajo iz glikolize črpati potrebno energijo. Druga prednost glikolize je v visoki hitrosti postopka, ki doseže večkratnik stopnje pretvorbe v citratnem ciklu.
Bolezni in bolezni
Glikoliza pooseblja enega najstarejših in najstabilnejših presnovnih procesov živih organizmov v evolucijski zgodovini. Verjetno je, da se je glikoliza kot eden izmed osnovnih presnovnih procesov razvila že pred 3.5 milijarde let, že pred razvojem večceličnih organizmov, ker so vsi živi organizmi sposobni glikolize in jo uporabljajo za proizvodnjo energije. znane motnje ali bolezni, ki so izrecno vzročno povezane z motnjo glikolize. Motnje med glikolizo predvsem vodi do resnih učinkov v rdečih barvah kri celice (eritrocitov). Ker ne vsebujejo mitohondriji, odvisne so od oskrbe z energijo z glikolizo. Če je oskrba z energijo motena, pride do hemolize, tj eritrocitov raztopi in hemoglobina prehaja neposredno v serum. Običajno primanjkuje encima piruvat kinaze, tako da se postopek glikolize prekine. Drug vzrok, ki vodi do podobnih simptomov, je lahko posledica eritrocitov sami, če nimajo dovolj potrebnega encima KKR (izoencim piruvat kinaze). Taruijeva bolezen (Taruijeva bolezen) je ena redkih bolezni, ki povzroča neposredno motnjo v procesu glikolize. To je bolezen za shranjevanje glikogena. Presežek glukoze v kri Telo telo začasno pretvori v polimerne sladkorje (glikogen), ki se pozneje pretvori nazaj v glukozo, kadar je treba z glikolizo presnavljati (presnavljati). V primeru Taruijeve bolezni zaradi podedovane genetske okvare primanjkuje fosfofruktokinaze, encima, ki povzroči foforilacijo in pretvorbo glukoze v fruktoza-1,6-bifosfat (3. korak v glikolizi). Pomanjkanje encima povzroči prekinitev glikolize, tako da skeletne mišice niso pravilno oskrbljene z energijo. Boleči mišični krči in hemolitični anemija, raztapljanje membrane rdeče kri celice, se pojavijo.
