Glicolisi

Sommario

• La glicolisi è la prima via usata per ricavare energia dai carboidrati
• È un processo complesso che richiede l’attività di vari enzimi e cofattori
• La glicolisi consiste di due parti: La prima parte richiede che l’ATP sia investito per fornire energia per separare il glucosio in due zuccheri a 3 carbonio. separazione.
• La seconda metà della glicolisi produce ATP ed elettroni dagli atomi di idrogeno e li attacca al NAD+, producendo NADH.
• Due molecole di ATP sono investite nella fase di investimento energetico e quattro molecole di ATP sono formate durante la fase di recupero energetico. Questo produce un guadagno netto di due molecole di ATP e due di NADH per la cellula.

Cos’è la glicolisi?

La glicolisi è la prima fase della respirazione cellulare. Descrive una sequenza di reazioni che scompongono i carboidrati in molecole più piccole. In generale, la glicolisi scompone una molecola di glucosio e forma 2 molecole di piruvato, con il rilascio di due molecole di ATP. La glicolisi si è evoluta molto tempo fa ed è utilizzata dalla grande maggioranza degli organismi. Significa letteralmente ‘scindere gli zuccheri’.

Fasi della glicolisi

La glicolisi avviene nel citoplasma. È un processo complesso e ha dieci fasi che richiedono vari enzimi e cofattori. La glicolisi può essere separata in due fasi: la fase di investimento dell’energia e la fase di pagamento dell’energia.

Fase di investimento dell’energia

Durante la fase di investimento dell’energia, il glucosio viene modificato con l’aggiunta di due gruppi fosfato, formando uno zucchero modificato chiamato fruttosio-1,6-bisfosfato. Questa molecola è instabile, e può essere divisa a metà per formare due zuccheri a 3 carbonio. Questo richiede l’investimento di due molecole di ATP

Fase di compensazione energetica

Nella fase di compensazione energetica, gli zuccheri a tre carboni sono convertiti in piruvati a tre carboni, attraverso una serie di reazioni mediate da enzimi. Durante questo processo, vengono prodotte due molecole di ATP e una di NADH. Tuttavia, poiché ci sono due molecole di piruvato da convertire, vengono prodotti quattro ATP e due NADH.

La glicolisi in dettaglio

Il glucosio viene prima fosforilato a glucosio-6-fosfato con un enzima chiamato esochinasi. Questo richiede l’investimento di una molecola di ATP. Il glucosio-6-fosfato viene poi convertito in fruttosio-6-fosfato da un enzima chiamato fosfoglucosio isomerasi. Successivamente, si verifica un’altra interazione ATP-dipendente; l’enzima fosfofruttochinasi converte il fruttosio-6-fosfato in fruttosio-1,6-bisfosfato. Questo zucchero a 6 carbonio ora ha 2 gruppi fosfato attaccati.

Questa molecola viene poi spezzata in 2 molecole a 3 carbonio usando un enzima aldolasi. Queste 3 molecole di carbonio sono gliceraldeide-3-fosfato e diidrossiacetone fosfato (DHAP). Solo la gliceraldeide-3-fosfato può passare alle fasi successive della reazione, ma il DHAP può essere convertito in gliceraldeide-3-fosfato con l’enzima trioso fosfato isomerasi. Il gliceraldeide-3-fosfato viene poi convertito in 1,3-bisfosfoglicerato usando la gliceraldeide fosfato deidrogenasi, che produce anche un NADH.

Ora nella fase payoff, la fosfoglicerato chinasi può defosforilare l’1,3-bisfosfoglicerato per produrre 3-fosfoglicerato. Questo produce 1 ATP per reazione, e poiché ci sono 2 molecole di partenza, vengono generati 2 ATP. Successivamente la fosfogliceromutasi converte il 3-fosfoglicerato in 2-fosfoglicerato, e poi l’enzima enolasi lo converte in fosfoenolpiruvato. Infine, la piruvato chinasi defosforila il fosfoenolpiruvato producendo un altro ATP per molecola (quindi 2 ATP)

Alla fine della glicolisi, c’è un guadagno netto di due molecole di piruvato, due molecole di ATP e 2 molecole di NADH. Se l’ossigeno è disponibile, il piruvato può entrare nei mitocondri ed essere ossidato ad anidride carbonica attraverso il processo di respirazione cellulare, rilasciando elettroni ad alta energia e molte molecole di ATP. Se l’ossigeno non è disponibile, si verifica la respirazione anaerobica, producendo acido lattico.

Riferimenti e ulteriori letture

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Diagramma della glicolisi semplice

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ diagramma della glicolisi dettagliata

Campbell, Neil A., e Jane B. Reece. Biologia (8a edizione). San Francisco: Benjamin Cummings, 2007.

https://www.nature.com/scitable/content/glycolysis-14897204