Concetti Chiave
- La glicolisi è un processo metabolico che degrada il glucosio in piruvato, producendo energia sotto forma di ATP, e avviene nel citoplasma delle cellule eucariote in assenza di ossigeno.
- Il processo è composto da 10 reazioni chimiche suddivise in due fasi: una fase preparatoria endoergonica e una fase di produzione dell'energia.
- Durante la fase preparatoria, una molecola di glucosio è trasformata in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato, con il consumo di due molecole di ATP.
- Nella fase di produzione dell'energia, le molecole di gliceraldeide-3-fosfato sono convertite in piruvato, generando due molecole di NADH e quattro molecole di ATP.
- Il bilancio netto della glicolisi è la produzione di due molecole di ATP e due molecole di NADH per ogni molecola di glucosio metabolizzata, essenziale per rigenerare ATP rapidamente.
Il processo principale attraverso il quale il glucosio, in quasi tutti i tipi di cellule, è degradato per produrre energia è la glicolisi. Nelle cellule eucariote essa ha luogo nel citoplasma, grazie all’azione di specifici enzimi.
Fasi della glicolisi
Nella glicolisi una molecola di glucosio (a sei atomi di carbonio) è degradata in due molecole di piruvato (a tre atomi di carbonio) e una parte dell’energia prodotta è conservata sotto forma di ATP.
L’intero processo avviene in condizioni anaerobiche, ossia in assenza di ossigeno. Si tratta di una via metabolica lineare, costituita da 10 tappe, che può essere suddivisa in due fasi principali:
• la fase preparatoria (le prime 5 reazioni);
• la fase di produzione dell’energia (le ultime 5 reazioni).
Fase preparatoria della glicolisi
La fase preparatoria è, nel complesso, un processo endoergonico: il glucosio è trasformato in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato (a tre atomi di carbonio), con consumo di due molecole di ATP nelle reazioni di fosforilazione, che avvengono nelle tappe 1 e 3.
Nella seconda fase, ciascuna delle due molecole di gliceraldeide-3-fosfato è ossidata a piruvato. L’intero processo comprende la formazione di due molecole di NADH e di energia sotto forma di quattro molecole di ATP. Poiché la fase preparatoria richiede il consumo di due molecole di ATP, il bilancio netto delle due fasi è di due molecole di ATP.
Fase preparatoria
Nella fase preparatoria della glicosi una molecola di glucosio è convertita in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato, mediante l’utilizzo di due molecole di ATP. In questa prima fase, il processo di degradazione del glucosio ha portato a una perdita di energia.
Fase di produzione dell’energia
La seconda fase della glicolisi coinvolge ciascuna delle due molecole di gliceraldeide-3-fosfato prodotte.
Durante la seconda fase della glicolisi:
• due molecole di gliceraldeide-3-fosfato sono trasformate in due molecole di piruvato;
• si formano due molecole di NADH;
• si produce energia sotto forma di quattro molecole di ATP.
In questa seconda fase, la produzione di quattro molecole di ATP permette di compensare la «perdita» di energia della fase preparatoria, nella quale, come abbiamo visto, sono consumate due molecole di ATP.
Il bilancio complessivo della glicolisi
Bilancio complessivo della glicolisi
Riassumendo, nel processo della glicolisi:
• una molecola di glucosio è trasformata in due molecole di piruvato;
• due molecole di ADP e due di fosfato sono trasformate in due molecole di ATP;
• due molecole di NAD+ sono trasformate in due molecole di NADH + 2H+.
L’attivazione della glicolisi permette quindi di poter rigenerare rapidamente l’ATP quando i suoi livelli nell’organismo sono bassi, come per esempio dopo uno sforzo fisico intenso.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale della glicolisi nelle cellule?
- Come si suddivide il processo della glicolisi?
- Qual è il bilancio netto di ATP nella glicolisi?
- Quali sono i prodotti finali della glicolisi?
La glicolisi è il processo principale attraverso il quale il glucosio è degradato per produrre energia, avvenendo nel citoplasma delle cellule eucariote in condizioni anaerobiche.
La glicolisi si suddivide in due fasi principali: la fase preparatoria, che è endoergonica e consuma ATP, e la fase di produzione dell'energia, che produce ATP e NADH.
Il bilancio netto della glicolisi è di due molecole di ATP, poiché la fase preparatoria consuma due molecole di ATP e la fase di produzione dell'energia ne produce quattro.
I prodotti finali della glicolisi sono due molecole di piruvato, due molecole di ATP e due molecole di NADH + 2H+.
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