Glikoliz

Glikoliz insanlarda ve hemen hemen tüm çok hücreli organizmalarda, D-glikoz gibi basit şekerlerin biyokatalitik olarak kontrollü bir şekilde parçalanmasını içerir.

Glikozun piruvata indirgenmesi ve dönüştürülmesi işlemi birbirini izleyen on adımda gerçekleşir ve aerobik ve anaerobik koşullar altında eşit olarak gerçekleşebilir.

Glikoliz enerji üretmek için kullanılır ve piruvat, belirli maddelerin biyokimyasal sentezi için ilk ön aşamayı sağlar. Daha yüksek kaliteli karbonhidratların (çoklu şekerlerin) parçalanması da basit şekerlere parçalandıktan sonra glikolizden geçer.

Glikoliz nedir?

Glikoliz, basit şeker D-glikozunun parçalanması için merkezi bir metabolik süreçtir ve hücre plazmasının sıvı kısmı olan sitozoldeki hücrelerde gerçekleşir.

Glikoliz, basit şeker D-glikozunun parçalanması için merkezi bir metabolik süreçtir ve hücre plazmasının sıvı kısmı olan sitozoldeki hücrelerde gerçekleşir. Bozunma işlemi, 10 ardışık enzimatik olarak kontrol edilen bireysel adımda gerçekleşir. Glikoz molekülü başına glikolizden elde edilen toplam dengenin son ürünleri, 2 piruvat molekülü, 2 ATP nükleotidi ve 2 NADH nükleotididir.

10 münferit adım iki faza bölünebilir: 1. adımdan 5. adıma hazırlık aşaması ve 6. adımdan 10. aşamaya kadar amortisman aşaması. Hazırlık aşaması metabolizma için enerjisel olarak negatiftir, bu nedenle 2 ATP formunda enerji sağlanmalıdır. Sadece amortisman aşaması enerjik olarak pozitiftir, böylece dengede 2 ATP nükleotidi ve 2 NADH nükleotidi şeklinde bir enerji kazancı olur.

Glikolizin ilk iki basamağında, 2 ATP nükleotidinden (adenozin trifosfat) gelen ve bu şekilde ADP nükleotidlerine (adenozin difosfat) dönüştürülen 2 fosfat grubu glikoza aktarılır.

Piruvatın oluşumuna kadar olan glikoliz, oksik (aerobik) veya anoksik (anaerobik) koşulların hüküm sürüp sürmediğinden bağımsız olsa da, piruvatın daha fazla metabolizması oksijenin mevcut olup olmadığına bağlıdır. Bununla birlikte, kesin olarak konuşursak, daha fazla bozulma ve dönüştürme işlemleri artık glikolize ait değildir.

İşlev ve görev

Glikoliz, bir hücre içinde gerçekleşen en önemli ve en sık görülen merkezi metabolik süreçlerden biridir. Glikolizin görevi ve işlevi, basit şeker D-glikozunun enerjik ve materyal metabolizmasından oluşur.

Enerji eklenmesi ve bir fosfat grubunun bir ADP nükleotidine aktarılmasıyla enerji metabolizmasının bir parçası olarak elde edilen ATP, enerji taşıyıcısı ve enerji tedarikçisi olarak görev yapar. ATP üzerinden geçen yol, enerjinin kısa bir süre depolanması ve ısı dağıtımı yoluyla kaybolmaması avantajına sahiptir. Ayrıca ATP, kısa mesafelerde enerjiye ihtiyaç duyulan yere getirilebilir.

Enerjik olarak pozitif glikoliz ayrıca hücreye piruvat sağlar. Ya sitrik asit döngüsüne ve sonraki solunum zincirine, daha fazla enerji üretimi için hücrelerin mitokondrilerindeki oksi koşullar altında oksijeni "tüketerek" dahil edilebilir veya gerekli maddelerin sentezi için bir başlangıç ​​malzemesi olarak kullanılabilir.

Sitrik asit döngüsündeki ana parçalanma ürünleri CO2 (karbondioksit) ve H2O'dur (su). Oksidasyon işlemi sırasında açığa çıkan enerji, solunum zincirinde ADP'yi ATP'ye fosforile etmek için kullanılır ve bu nedenle kısa bir süre depolanır.

Oksijen ilavesiyle glikozun suya ve karbon dioksite tamamen parçalanması enerjik olarak daha üretkendir, ancak dezavantajı yalnızca oksik koşullar altında, yani moleküler oksijenin yeterli miktarlarda mevcut olduğu koşullar altında gerçekleşebilir. İskelet kaslarının yüksek performans göstermesi gerektiğinde, kas hücrelerine oksijen temini çok yavaştır, bu nedenle glikolizden gerekli enerjiyi almaları gerekir.

Glikolizin bir başka avantajı, sitrik asit döngüsü içindeki dönüşüm hızının birçok katı olan yüksek işlem hızıdır.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Glikoliz, evrimsel açıdan canlı organizmaların en eski ve en kararlı metabolik süreçlerinden birini temsil eder. Glikoliz muhtemelen 3.5 milyar yıl önce, çok hücreli organizmaların gelişmesinden çok önce temel metabolik süreçlerden biri olarak oluşmuştur, çünkü tüm organizmalar glikoliz yapabilir ve onu enerji üretmek için kullanır.

Bir glikoliz bozukluğuyla açıkça bağlantılı olan yalnızca birkaç bozukluk veya hastalık bilinmektedir. Glikoliz sürecindeki aksaklıklar, öncelikle kırmızı kan hücreleri (eritrositler) üzerinde ciddi etkilere yol açar.

Mitokondri içermedikleri için glikoliz yoluyla enerji tedarikine güvenirler. Enerji beslemesi bozulursa hemoliz meydana gelir, yani eritrositlerin zarları çözülür ve hemoglobin doğrudan seruma geçer. Piruvat kinaz enziminde genellikle bir eksiklik vardır, böylece glikoliz işlemi kesintiye uğrar.

Benzer semptomlara yol açan başka bir neden, gerekli KKR enzimine (piruvat kinaz izoenzimi) sahip değillerse, eritrositlerde de bulunabilir.

Tarui hastalığı (Tarui hastalığı), glikoliz sürecini doğrudan bozan birkaç hastalıktan biridir. Glikojen depo hastalığıdır. Kan serumundaki fazla glikoz vücut tarafından geçici olarak polimerik şekere (glikojen) dönüştürülür ve daha sonra gerekirse glikoza dönüştürülerek glikoliz yoluyla metabolize edilir.

Tarui hastalığı durumunda, kalıtsal bir genetik kusur, glikozun fosforilasyonuna ve fruktoz-1,6-bifosfata (glikolizde 3. adım) dönüşmesine neden olan bir enzim olan fosfofruktokinazda bir eksikliğe yol açar. Enzim eksikliği, glikolizin kesintiye uğramasına neden olur, böylece iskelet kaslarına düzgün bir şekilde enerji verilmez.Ağrılı kas spazmları ve hemolitik anemi, kırmızı kan hücresi zarı parçalanır, gelişir.