GLICOLISI
La glicolisi nel dettaglio.
Glicolisi significa scissione del glucosio. É una serie di reazioni, nove in tutto, mediante le quali il glucosio viene trasformato in due molecole di un composto a tre atomi di carbonio, la gliceraldeide 3-fosfato o fosfogliceraldeide (PGAl), e successivamente in due molecole di piruvato.
Questa serie di reazioni si svolge nel citoplasma, sia delle cellule procarioti che eucarioti, in assenza di ossigeno. Nella prima serie di tappe (dalla 1 alla 4), il glucosio viene trasformato in PGA l(Aldeide fosfoglicerica), previo utilizzo di due molecole di ATP. La tappa 3 è catalizzata dall'enzima fosfofruttochinasi; esso è un enzima fondamentale, soggetto a controllo allosterico. L'ATP, infatti, inibisce la sintesi di fruttosio 1,6-bifosfato, legandosi al sito regolatore dell'enzima, mentre l'ADP ne favorisce la sintesi, promuovendo così la prosecuzione della glicolisi. Questo meccanismo viene utilizzato dalle cellule per evitare di produrre ATP quando non serve.Il controllo della glicolisi avviene nella tappa 4, poiché il glucosio 6-fosfato, prodotto nella prima tappa, serva anche in altre vie metaboliche, come ad esempio la sintesi del glicogeno.
Questa serie di reazioni si svolge nel citoplasma, sia delle cellule procarioti che eucarioti, in assenza di ossigeno. Nella prima serie di tappe (dalla 1 alla 4), il glucosio viene trasformato in PGA l(Aldeide fosfoglicerica), previo utilizzo di due molecole di ATP. La tappa 3 è catalizzata dall'enzima fosfofruttochinasi; esso è un enzima fondamentale, soggetto a controllo allosterico. L'ATP, infatti, inibisce la sintesi di fruttosio 1,6-bifosfato, legandosi al sito regolatore dell'enzima, mentre l'ADP ne favorisce la sintesi, promuovendo così la prosecuzione della glicolisi. Questo meccanismo viene utilizzato dalle cellule per evitare di produrre ATP quando non serve.Il controllo della glicolisi avviene nella tappa 4, poiché il glucosio 6-fosfato, prodotto nella prima tappa, serva anche in altre vie metaboliche, come ad esempio la sintesi del glicogeno.
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1°Reazione: fosforilazione del Glucosio.
Prima fase (3 tappe): da glucosio a fruttosio 1,6-bifosfato.1) la prima reazione riguarda la fosforilazione del glucosio a glucosio 6-fosfato: in questa forma il glucosio viene letteralmente intrappolato all'interno della cellula:Paragraph. Fai clic qui per effettuare modifiche.
Isomerizzazione del Glucosio 6Fosfato a Fruttosio 6Fosfato.
2) la seconda tappa è una isomerizzazione del glucosio 6-fosfato a fruttosio 6-fosfato; è una conversione da un carboidrato esoso (forma piranosica) ad un carboidrato pentoso (forma furanosica), in pratica da un aldoso ad un chetoso:
Fosforilazione a1-6Fruttosio difosfato.
Nella terza tappa assistiamo ad una seconda fosforilazione, catalizzata dall'enzima fosfofruttochinasi, che forma il fruttosio 1,6-bifosfato. Come già detto prima, è l'enzima chiave per il controllo della glicolisi:
Formazione di Gliceraldeide 3Fosfato.
Il fruttosio 1-6 difosfato attraverso altre due reazione viene trasformato in 2 molecole di Gliceraldeide 3 Fosfato
Formazione di Piruvato.
Attraverso ulteriori 5 reazioni si arriva alla produzione del Piruvato con liberazione cpmèplessiva di 4ATP (2 per ogni molecola di Gliceraldeide 3P formatasi nella 4° reazione).
L'ultima tappa, irreversibile, è la sintesi del piruvato e dell'ATP.
Di solito il piruvato viene poi destinato al ciclo di Krebs, in condizioni aerobiche.
LINKS tutte le reazioni della glicolisi:
http://www.scienzeascuola.it
http://www.lacellula.net/appunti/biochimica/glicolisi.html
RENDIMENTO DELLA GLICOLISI
Nella 1° fase , il glucosio viene fosforilato a glucosio-6-fosfato ed infine scisso in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato; ciò avviene attraverso l'utilizzo di due molecole di ATP. I primi cinque passaggi della via metabolica, dunque, comportano un consumo netto di energia (2 ATP).
Nella seconda fase, quella di rendimento, le due molecole di gliceraldeide-3-fosfato vengono trasformate in due molecole di piruvato con conseguente produzione di quattro molecole di ATP e due di NADH (per riduzione del NAD+). Questa seconda fase, dunque, vede un recupero di energia, che porta ad un guadagno netto di energia.
La produzione finale del piruvato è necessaria per il ciclo di Krebs (detto anche ciclo degli acidi tricarbossilici), dove vengono prodotti i coenzimi ridotti (NAD ridotto e FAD ridotto) che, riossidandosi nella catena respiratoria, produrranno molecole di ATP.
Il guadagno complessivo della glicolisi risulta essere, pertanto, di due molecole di ATP e due di NADH, come indica la reazione complessiva:Glucosio + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
Il NAD+ deve essere rigenerato, altrimenti la glicolisi rallenta fino a fermarsi.
L'ossidazione del NADH, che permette quindi il suo ripristino, può avvenire:
Se invece la cellula si trova in condizioni anaerobiche, si verificano le fermentazioni: tra quelle più note ricordiamo la fermentazione alcolica e la fermentazione lattica (detta anche respirazione anaerobica).
La fermentazione con formazione di Alcol Etilico (etanolo) o quella lattica con formazione di lattato avvengono secondo gli schemi sotto riportati con un rendimento complessivo di ulterio2 ATP percui la Fermentazione di un molecola di Glucosio consente un rendimento di 4 ATP molto inferiore alla Respirazione cellulare (fase aerobica):
L'ultima tappa, irreversibile, è la sintesi del piruvato e dell'ATP.
Di solito il piruvato viene poi destinato al ciclo di Krebs, in condizioni aerobiche.
LINKS tutte le reazioni della glicolisi:
http://www.scienzeascuola.it
http://www.lacellula.net/appunti/biochimica/glicolisi.html
RENDIMENTO DELLA GLICOLISI
Nella 1° fase , il glucosio viene fosforilato a glucosio-6-fosfato ed infine scisso in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato; ciò avviene attraverso l'utilizzo di due molecole di ATP. I primi cinque passaggi della via metabolica, dunque, comportano un consumo netto di energia (2 ATP).
Nella seconda fase, quella di rendimento, le due molecole di gliceraldeide-3-fosfato vengono trasformate in due molecole di piruvato con conseguente produzione di quattro molecole di ATP e due di NADH (per riduzione del NAD+). Questa seconda fase, dunque, vede un recupero di energia, che porta ad un guadagno netto di energia.
La produzione finale del piruvato è necessaria per il ciclo di Krebs (detto anche ciclo degli acidi tricarbossilici), dove vengono prodotti i coenzimi ridotti (NAD ridotto e FAD ridotto) che, riossidandosi nella catena respiratoria, produrranno molecole di ATP.
Il guadagno complessivo della glicolisi risulta essere, pertanto, di due molecole di ATP e due di NADH, come indica la reazione complessiva:Glucosio + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
Il NAD+ deve essere rigenerato, altrimenti la glicolisi rallenta fino a fermarsi.
L'ossidazione del NADH, che permette quindi il suo ripristino, può avvenire:
- in anaerobiosi, quindi per mezzo di processi fermentativi, nel citoplasma
- in aerobiosi, per mezzo della respirazione cellulare, nei mitocondri( Ciclo di Krebs ecc:)
Se invece la cellula si trova in condizioni anaerobiche, si verificano le fermentazioni: tra quelle più note ricordiamo la fermentazione alcolica e la fermentazione lattica (detta anche respirazione anaerobica).
La fermentazione con formazione di Alcol Etilico (etanolo) o quella lattica con formazione di lattato avvengono secondo gli schemi sotto riportati con un rendimento complessivo di ulterio2 ATP percui la Fermentazione di un molecola di Glucosio consente un rendimento di 4 ATP molto inferiore alla Respirazione cellulare (fase aerobica):
