Glikolisis melibatkan pemecahan gula sederhana yang dikawal secara biokatalitik seperti D-glukosa pada manusia dan hampir semua organisma multisel. Proses penurunan dan penukaran glukosa kepada piruvat berlaku dalam sepuluh langkah berturutan dan boleh berlaku dalam keadaan aerobik dan anaerobik. Glikolisis digunakan untuk pengeluaran tenaga, dan piruvat menyediakan pendahuluan awal untuk sintesis biokimia bahan tertentu. Pecahan pesanan tinggi karbohidrat (polisakarida) juga mengalami glikolisis setelah dipecah menjadi gula sederhana.
Apa itu glikolisis?
Glikolisis adalah proses metabolik pusat untuk pemecahan yang sederhana gula D-glukosa dan berlaku di dalam sel di sitosol, bahagian cair plasma sel. Glikolisis adalah proses metabolik pusat untuk pemecahan yang sederhana gula D-glukosa dan berlaku di dalam sel di sitosol, bahagian cair plasma sel. Proses degradasi berlaku dalam 10 langkah individu yang dikendalikan secara enzimatik berturut-turut. Produk akhir dari jumlah keseluruhan seimbang dari glikolisis setiap molekul glukosa adalah 2 piruvat molekul, 2 nukleotida ATP dan 2 nukleotida NADH. 10 langkah individu boleh dibahagikan kepada dua fasa, fasa penyediaan dari langkah 1 hingga langkah 5 dan fasa amortisasi dari langkah 6 hingga 10. Fasa penyediaan adalah negatif secara negatif untuk metabolisme, sehingga tenaga mesti dibekalkan dalam bentuk 2 ATP. Hanya fasa amortisasi yang positif secara bertenaga, menghasilkan keuntungan tenaga bersih dalam bentuk 2 nukleotida ATP dan 2 nukleotida NADH. Dalam setiap dua langkah pertama glikolisis, 2 fosfat kumpulan dipindahkan ke glukosa, berasal dari 2 nukleotida ATP (trifosfat triphosfat), yang dengan itu ditukarkan menjadi nukleotida ADP (adenosin difosfat). Walaupun glikolisis hingga pembentukan piruvat tidak bergantung sama ada keadaan oksik (aerobik) atau anoksik (anaerobik) berlaku, metabolisme piruvat selanjutnya bergantung pada sama ada oksigen ada atau tidak. Namun, secara tegas, proses penurunan dan penukaran selanjutnya tidak lagi menjadi sebahagian daripada glikolisis.
Fungsi dan tugas
Glikolisis adalah salah satu proses metabolik pusat yang paling penting dan umum yang berlaku di dalam sel. Tugas dan fungsi glikolisis adalah metabolisme bertenaga dan material yang sederhana gula D-glukosa. Pembawa tenaga dan pembekal tenaga dalam proses ini adalah ATP, yang diperoleh selama metabolisme tenaga dengan membekalkan tenaga dan memindahkan a fosfat kumpulan ke nukleotida ADP. Laluan melalui ATP mempunyai kelebihan bahawa tenaga disimpan dalam masa yang singkat dan tidak hilang melalui pelesapan haba. Di samping itu, ATP dapat diangkut dalam jarak dekat ke tempat di mana tenaga diperlukan pada masa ini. Glikolisis positif tenaga juga menyediakan piruvat pada sel. Ia boleh dimasukkan ke dalam kitaran sitrat dan rantai pernafasan berikutnya di bawah "penggunaan" oksigen dalam keadaan oksik di mitokondria sel untuk penghasilan tenaga lebih lanjut, atau ia boleh digunakan sebagai bahan permulaan untuk sintesis bahan yang diperlukan. Dalam kitaran sitrat, CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air) dihasilkan sebagai produk degradasi utama. Tenaga yang dikeluarkan semasa proses pengoksidaan digunakan dalam rantai pernafasan untuk fosforilasi ADP ke ATP dan dengan itu disimpan dalam waktu yang singkat. Kemerosotan lengkap glukosa menjadi air and karbon dioksida dengan penambahan oksigen lebih produktif secara bertenaga, tetapi mempunyai keburukan bahawa ia hanya boleh berlaku dalam keadaan beracun, iaitu keadaan di mana oksigen molekul tersedia dalam jumlah yang mencukupi. Apabila otot rangka diperlukan untuk melakukan pada tahap tinggi, penghantaran oksigen ke sel otot terlalu lambat, jadi mereka mesti mengambil tenaga yang diperlukan dari glikolisis. Kelebihan lain dari glikolisis terletak pada kelajuan prosesnya yang tinggi, yang mencapai gandaan kadar penukaran dalam kitaran sitrat.
Penyakit dan penyakit
Glikolisis merangkumi salah satu proses metabolisme organisma hidup tertua dan paling stabil dalam sejarah evolusi. Kemungkinan glikolisis telah berkembang sebagai salah satu proses metabolik asas seawal 3.5 miliar tahun yang lalu, sebelum perkembangan organisma multisel, kerana semua organisma hidup mampu melakukan glikolisis dan menggunakannya untuk pengeluaran tenaga. Hanya ada beberapa gangguan atau penyakit yang diketahui yang secara eksplisit dikaitkan dengan gangguan glikolisis. Gangguan semasa glikolisis terutamanya membawa kepada kesan serius pada warna merah darah sel (erythrocytes). Kerana mereka tidak mengandung mitokondria, mereka bergantung pada bekalan tenaga oleh glikolisis. Sekiranya bekalan tenaga terganggu, hemolisis berlaku, iaitu membran erythrocytes larut dan hemoglobin masuk terus ke dalam serum. Biasanya, terdapat kekurangan enzim piruvate kinase, sehingga proses glikolisis terganggu. Sebab lain yang membawa kepada simptom yang serupa mungkin disebabkan oleh erythrocytes jika mereka tidak mempunyai cukup KKR enzim yang diperlukan (isoenzim piruvat kinase). Penyakit Tarui (penyakit Tarui) adalah salah satu dari beberapa penyakit yang menyebabkan gangguan langsung dalam proses glikolisis. Ia adalah penyakit simpanan glikogen. Glukosa berlebihan pada darah serum ditukarkan sementara oleh tubuh menjadi gula polimer (glikogen), yang kemudian ditukar kembali menjadi glukosa apabila perlu dimetabolisme (dimetabolisme) melalui glikolisis. Dalam kes penyakit Tarui, disebabkan oleh kecacatan genetik yang diwarisi, terdapat kekurangan fosfofruktokinase, enzim yang menyebabkan phophorylation dan penukaran glukosa menjadi fruktosa-1,6-biphosphate (langkah ke-3 dalam glikolisis). Kekurangan enzim menyebabkan gangguan glikolisis sehingga otot rangka tidak dibekalkan dengan betul tenaga. Kekejangan otot dan hemolitik anemia, pembubaran membran merah darah sel, berlaku.
