Concetti Chiave
- La glicolisi trasforma il glucosio in 2 molecole di piruvato, con un guadagno netto di 2 ATP e riduzione di NAD a NADH.
- Il processo si divide in due fasi: endoergonica (prime 5 tappe) che richiede energia e esoergonica (ultime 5 tappe) che la rilascia.
- Durante le prime reazioni, il glucosio viene fosforilato, trasformandosi in glucosio-6-fosfato e successivamente in fruttosio-6-fosfato tramite isomerasi.
- Nella fase esoergonica, il G3P viene ossidato e fosforilato, portando alla formazione di 2 molecole di difosfoglicerato e infine a 2 ATP.
- Il processo di glicolisi è un ciclo che avviene in due direzioni: le fasi 2, 3 e 10 sono le uniche irreversibili.
La glicolisi consiste nella rottura della molecola di glucosio in 2 molecole di piruvato (molecola a 3 atomi di C che ha il gruppo carbossilico nel carbonio 2, il gruppo carbonilico nel 2 e il gruppo metile nel 3). Dal glucosio si formano 2 molecole di piruvato. Questo processo ha un guadagno netto di energia di 2 ATP. Il guadagno della respirazione anaerobica si ha qui. In questo caso non si ha NADPH ma NAD; si riducono 2 NAD che diventano NADH. Questi si devono poi ossidare per permettere al processo di svolgersi, in entrambi i tipi di respirazione.
Fasi della glicolisi
Questo processo si divide nelle prime 5 tappe (fase endoergonica) e nelle ultime 5 (fase esoergonica). Nel primo caso c’è un contributo di ATP nella tappa 1 e 3 che fornisce un gruppo fosfato, quindi energia; le molecole si caricano di E dall’esterno e questa E viene poi utilizzata nella fase esoergonica, in cui ci sono 2 gruppi fosfato che arrivano da fuori, da altri processi; per questo c’è un guadagno netto di ATP alla fine.
Reazioni specifiche della glicolisi
Nella prima reazione il glucosio riceve un gruppo fosfato (da glucosio a glucosio-6 fosfato il glucosio si lega al carbonio 6). È un processo di chinasi (un enzima che fa cedere all’ATP un gruppo fosfato)
Nella seconda reazione c’è un’isomerasi (la molecola in sé non cambia il numero di atomi presenti, ma cambia forma) e il glucosio-6-fosfato viene trasformato in fruttosio-6-fosfato.
Nella terza tappa abbiamo di nuovo una chinasi e una molecola di ATP che cede un gruppo fosfato. Il fruttosio diventa 1-6-difosfato (al fosfato in posizione 6 si aggiunge quello in posizione 1).
A questo punto avviene la vera e propria lisi (scissione della molecola), nella tappa 4 e 5. Il fruttosio si divide in 2 molecole a 3 atomi di C: la gliceraldeide-3-fosfato (G3P) (un carboidrato aldoso che ha un grupo fosfato nel C3) e il diidrossiacetone-fosfato. La tappa 5 consiste nel fatto che il diidrossiacetone si trasformi anch’esso in G3P.
Fase esoergonica della glicolisi
A questo punto entriamo nella fase esoergonica. Essa va considerata doppia perché dalla tappa 4 abbiamo 2 molecole che viaggiano su binari paralleli perché le G3P sono 2; tutto quello che viene descritto va considerato doppio, come se avvenisse 2 volte.
Il gruppo carbonilico si è ossidato per trasformare il NAD in NADH. Si ottengono 2 molecole di difosfoglcerato, che sono anche 2 volte fosfato (entrano 2 gruppi fosfato che non derivano da 2 ATP della prima fase, ma da un’altra catena di reazioni). In questa tappa 6 avvengono 2 cose importanti: l’ossidazione del G3P e la sua fosforilazione; avremo alla fine un 1-3-difosfoglicerato (un gruppo fosfato in posizione 1 e uno in posizione 3). A questo punto abbiamo un processo inverso: l’1-3 fosfoglicerato cede il primo gruppo fosfato all’ADP; abbiamo il primo guadagno energetico (fase esoergonica). Abbiamo 2 ATP proprio perché il processo avviene 2 volte contemporaneamente.
A questo punto abbiamo il passaggio del fosfato dalla posizione 3 alla posizione 2.
Nella tappa 9 abbiamo la formazione del PEP per perdita di una molecola d’acqua.
Nella tappa 10 viene trasferito un gruppo fosfato dal PEP all’ADP, con formazione di 2 molecole di ATP.
Questo processo può avvenire in entrambe le direzioni, tranne nelle tappe 2, 3 e 10.
Domande da interrogazione
- Qual è il prodotto finale della glicolisi e quale guadagno energetico ne deriva?
- Quali sono le fasi della glicolisi e come si differenziano?
- Qual è il ruolo degli enzimi nella glicolisi?
- Come avviene la scissione del fruttosio durante la glicolisi?
- Quali sono le tappe critiche della fase esoergonica della glicolisi?
La glicolisi porta alla formazione di 2 molecole di piruvato e genera un guadagno netto di 2 ATP, come indicato nel testo.
La glicolisi si divide in due fasi: le prime 5 tappe sono endoergoniche, mentre le ultime 5 sono esoergoniche, con un guadagno netto di ATP alla fine del processo.
Gli enzimi, come le chinasi e le isomerasi, sono fondamentali per le reazioni della glicolisi, facilitando la cessione e la trasformazione dei gruppi fosfato e la modifica delle molecole.
Nella fase di lisi, il fruttosio si divide in due molecole di G3P, un processo che avviene nelle tappe 4 e 5 della glicolisi.
Nella fase esoergonica, si verifica l'ossidazione del G3P e la formazione di 2 molecole di ATP attraverso il trasferimento di fosfati, in particolare nelle tappe 6 e 10.
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