Glucolisi: cos'è e quali sono le sue 10 fasi?
La glicolisi è un processo chimico che consente la respirazione e il metabolismo cellulare, in particolare mediante la decomposizione del glucosio.
In questo articolo vedremo più in dettaglio cos'è la glicolisi e a cosa serve, così come le sue 10 fasi di azione.
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Cos'è la glicolisi?
Il termine "glicolisi" è composto dal greco "glycos" che significa "zucchero" e "lisi" che significa "rottura". In questo senso, la glicolisi è il processo mediante il quale la composizione del glucosio viene modificata per estrarre energia sufficiente a beneficio delle cellule. In realtà, non agisce solo come fonte di energia, ma anche impatti sull'attività cellulare in modi diversi , senza necessariamente generare ulteriore energia.
Ad esempio, produce un'alta resa di molecole che consentono il metabolismo e la respirazione cellulare sia aerobica che anaerobica. In generale, l'aerobico è un tipo di metabolismo che consiste nell'estrarre energia dalle molecole organiche dall'ossidazione del carbonio con l'ossigeno. Nell'aerobico l'elemento utilizzato per ottenere l'ossidazione non è l'ossigeno ma il solfato o il nitrato.
A sua volta, il glucosio è una molecola organica composta da una membrana a 6 anelli che si trova nel sangue e che è generalmente il risultato della trasformazione dei carboidrati in zuccheri. Per entrare nelle cellule, il glucosio viaggia attraverso le proteine responsabili del trasporto dall'esterno della cellula al citosol (fluido intracellulare, cioè il liquido che si trova al centro delle cellule).
Attraverso la glicolisi, il glucosio viene convertito in un acido chiamato "acido pylurico" o "piruvato" che ha un ruolo molto importante nell'attività biochimica. Questo processo si verifica nel citoplasma (la parte della cellula che si trova tra il nucleo e la membrana). Ma affinché il glucosio diventi piruvato, deve verificarsi un meccanismo chimico molto complesso composto da diverse fasi.
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Le sue 10 fasi
La glicolisi è un processo che è stato studiato dal secondo decennio del XIX secolo, quando i chimici Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden e William Young hanno iniziato a dettagliare il meccanismo di fermentazione. Questi studi hanno permesso di conoscere lo sviluppo e le diverse forme di reazione nella composizione delle molecole.
È uno dei più antichi meccanismi cellulari ed è allo stesso modo il modo più veloce per ottenere energia e metabolizzare i carboidrati . Per questo è necessario che si verifichino 10 reazioni chimiche diverse, suddivise in due grandi fasi. Il primo consiste nel consumo di energia trasformando la molecola del glucosio in due diverse molecole; mentre la seconda fase sta ottenendo energia trasformando le due molecole generate nella fase precedente.
Detto questo, vedremo ora le 10 fasi della glicolisi.
1. Esochinasi
Il primo passo nella glicolisi consiste nel convertire la molecola D-glucosio in una molecola di glucosio-6-fosfato (molecola glucosata-fosforilata su carbonio 6). Per generare questa reazione è necessario partecipare a un enzima noto come esochinasa e ha la funzione di attivare il glucosio in modo che possa essere utilizzato nei processi successivi .
2. Fosfoglucosio isomerasi (glucosio-6 P isomerasi)
La seconda reazione della glicolisi è la trasformazione del glucosio-6-fosfato in fruttosio-6-fosfato. Per questo deve agire un enzima chiamato fosfoglucosio isomerasi . Questa è la fase di definizione della composizione molecolare che consoliderà la glicolisi nelle due fasi successive.
3. Phosphofructokinase
In questa fase, il fruttosio-6-fosfato viene convertito in fruttosio 1,6-bifosfato, attraverso l'azione di fosfofuctokinase e magnesio . È una fase irreversibile, il che significa che la glicolisi inizia a stabilizzarsi.
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4. Aldolasa
Ora l'1,6-bifosfato di fruttosio è diviso in due zuccheri di tipo isomero, cioè due molecole con la stessa formula, ma i cui atomi sono disposti in modi diversi, che hanno anche proprietà diverse. I due zuccheri sono diidrossiacetone fosfato (DHAP) e gliceraldeide 3-fosfato (GAP), e la divisione si verifica a causa dell'attività dell'enzima aldolasi .
5. Trifosfato isomerasi
La fase numero 5 consiste nel riservare il fosfato gliceraldeidico per la fase successiva della glicolisi.Per questo è necessario che un enzima chiamato trifosfato isomerasi agisca all'interno dei due zuccheri ottenuti nella fase precedente (diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide 3-fosfato). È qui che finisce il primo dei grandi stadi che abbiamo descritto all'inizio di questa numerazione, la cui funzione è generare il dispendio energetico .
6. Gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi
In questa fase inizia la generazione di energia (durante i precedenti 5 è stata spesa solo). Continuiamo con i due zuccheri generati in precedenza e la sua attività è la seguente: produrre 1,3-bisphosphoglycerate , aggiungendo un fosfato inorganico alla gliceraldeide 3-fosfato.
Per aggiungere questo fosfato, l'altra molecola (gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi) deve essere deidrogenata. Ciò significa che inizia ad aumentare l'energia del composto.
7. Phosphoglycerate chinasi
In questa fase c'è un altro trasferimento di un fosfato, per poter formare l'adenosina trifosfato e il 3-fosfoglicerato. È la molecola 1,3-bisphosphoglycerate che riceve un gruppo fosfato dalla fosfoglicerato chinasi.
8. Mutasi fosfoglicerico
Dalla reazione di cui sopra, è stato ottenuto il 3-fosfoglicerato. Ora è necessario generare il 2-fosfoglicerato, per mezzo dell'azione di un enzima chiamato fosfoglicerasi mutasi . Quest'ultimo trasferisce la posizione del terzo fosfato di carbonio (C3) al secondo carbonio (C2), e quindi si ottiene la molecola atteso.
9. Enolase
Un enzima chiamato enolasi è responsabile della rimozione della molecola d'acqua del 2-fosfoglicerato. In questo modo si ottiene il precursore dell'acido piruvico e ci stiamo avvicinando alla fine del processo di glicolisi. Questo precursore è fosfoenolpiruvato.
10. Piruvato chinasi
Infine, si verifica un trasferimento di fosforo di fosfoenolpiruvato ad adenosina difosfato. Questa reazione si verifica con l'azione dell'enzima piruvato chinasi e consente al glucosio di terminare la trasformazione in acido piruvico.
Riferimenti bibliografici:
- I passaggi della glicolisi-10 spiegavano passi per passo con il diagramma (2018). MicrobiologyInfo.com. Estratto il 26 settembre 2018. Disponibile su //microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.
