Гликолиза


Категория на документа: Биология


Разграждането на глюкозата по гликолитичната верига е процес,които присъства във всички клетки.
Това е един ярък пример за единство на целия организмов свят на биохимично равнище ,независимо от неговото голямо разнообразие.

За някои клетки разграждането чрез гликолизата е единствен метаболите път за набавяне на енергия.Например червените кръвни клетки (еритроцитите) и мускулните клетки когато разботят в безкислородни условия.

Освен като източник на енергия за нуждите на клетката ,гликолизата предоставя и междинни метаболити за някои синтези процеси.

При разграждането на пирогроздената киселина при наличие на кислород се получава CO2 и водород.Този процес се извършва от цикличен процес ,наречен цикъл на Кребс.(по името на откривателя му Ханс Кребс)

При аеробни условия ,получената пирогроздена киселина от гликолизата се превръща в оцетна киселина-съединение с два въглеродни атома.Отделената оцетна киселина не се получава в свободен вид.Тя се свързва с коензим А (КоА) и се получава ацетил-КоА, важно междинно метаболитно съединение.Всъщност превръщането на пирувата в ацетилКоА е реакция която свързва гликолитичната верига с ЦК.

Ацетил-КоА има богата на енергия химична връзка подобно на АТФ.Той и едно съединение с четири въглеродни атома (оксалоцетна киселина) се кондензират (свързват с отделянето на вода) и се получава шест въглеродно съединени.Това съединени се нарича лимонена киселина,откъдето идва и другото наименование на Цикъла на Кребс - цикъл на лимонената киселина.Това всъщност е първата реакция от цикъла.След поредица от реакции се образува отново оксалоцетна киселина.При тези реакции се отделя въглероден диоксид и водород.Отделеният въглероден диоксид дифундира през двете митохондриални мембрани,през клетъчната мембрана и в състава на венозната кръв се издиша.Отделеният водород се поема от молекула преносител (обикновено както при гликолизата от НАД,който се редуцира до НАД.Н2),а оксалоцетната киселина встъпва в нов цикъл.Цикъла на Кребс се извършва в матрикса на митохондриите.

При разграждането на глюкозата в аеробни условия се отделя много повече енергия в сравнение с отделената енергия при анаеробни условия.

В цикъла на крес се извършва окислението на ацетил-КоА.Процесът има кръгов характер,при което се отделя въгл. диоксид и водород.Както всички циклични процеси в клетката ,цикъла на Кребс е високоефективен ,отворен процес.В него встъпват и се отделят много вещества.Освен като източни на енергия ,при него се получават и междинни метаболити ,които участват в синтези процеси.

В цикъла Кребс могат да участват и метаболити получени при разграждането на липидите и белтъците.Например полученият ацетил-КоА при разграждането на липидите (мастни киселини) ,или получените аминокиселини при разграждането на белтъците могат да се включат като междинни метаболити в гликолизата или ЦК.

(Схема фиг.4.15 / стр. 160)

(Обобщена схема на гликолизата и цикъла на Кребс.Със стрелки са обозначени отделните биохимични реакции (стъпала),както и тяхната посока.броят на стрелките отговаря на броя на отделните реакции.Със сини стрелки е означена връзката на катаболизма на белтъците и липидите с гликолизата и цикъла на Кребс.)

Ето защто катаболизма на въглехидратите представлява метаболитна магистрала , на която си дават среща въглихидрати,белтъци и липиди.

Процесите на тяхното разграждане са така свързани ,че е възможно при определени условия или при нужда на клетката ,да се разграждат избирателно едни или други биомолекули.Това се постига чрез финото регулиране на катаболитните процеси.

Ако клетката не получава достатъчно енергия от глюкоза тя си я набавя от разграждането на липиди ,в краен случай от белтъци.Ето защо някой диети с цел за намаляване на телесното тегло изискват ограничаването приемането на въглихидрати и липиди.

Цикълът на Кребс има основна роля в обмяната на веществата на клетката.От един оборот на цикъла при разграждането на една молекула ацетил-КоА се получава CO2 и водород (електорни и протони).

Отделените водородни атоми се приемат от НАД ,който се редуцира до НАД.Н2.Редуцираният НАД е субстрат на крайното окисление,което се осъществява в митохондриите.Крайното окисление може да се разглежда като реакция от взаимодеиствие между отделените водородни атоми от цикъла на Кребс и кислорода.Кислорода се набадя чрез процеса дишане.При взаимодействието на водорода (електрони и протони) и кислорода се получава вода :

2H+ + 2e- + 1/2O2 <=>H2O + енергия

Тази реакция на окисление може да бъде представена по-точно чрез следното уразвнение :
НАД.Н2 + 1/2О2 <=> НАД + Н2О + енергия

В клетките тази реакция се извършва във вътрешната митохондриална мембрана от сложен белтъчен комплекс.Този комплекс се нарича дихателна верига.

Реакцията на взаимодействието на кислорода и водорода ,води до образуването на вода и до отделянето на голямо количество енергия.Това за клетката би било не добре ,защото еднократното отделяне на голямо количесвто енергия непозволява нейното улавяне и използване.

В митохондриите пренасянето на електорните до крайния окислите кислорода ,става стъпаловидно,постепенно,чрез специални(сложни) молекули преносители.Свойствата и разположението им определят постепенното пренасяне на електорните до кислорода,т.е. пренасянето на електроните от изходния редуциран НАД до О2.

Съвкупността от преносители разположени по митохондриалната мембрана ,които осигуряват пренасянето на електроните до крайния окислите О2 се нарича дихателна верига или елетронтранспортна верига.

Участващите в дихателанат верига преносители имат сложна структура.Те са изградени обикновено от повече от една полипептидна верига и няколко небелтъчни съставки.По химична същност те представляват редокссистеми ( системи които имат окислително редукционни свойства).

Пренасянето на елетроните от НАД.Н2 до кислорода се дължи на последователно извршващи се ОРП.Всеки участник в дихателната верига има окислително редукционни свойства .Всеки преносите може да взаимодейства с двата си съседа като взема 2 електрона от единия и ги предава на другия. (схема)

Преносител 1 редициран + Преносител 2 окислен => Преносител 1 окислен + Преносител 2 редуциран



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Гликолиза 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.