Concetti Chiave
- La glicolisi è un processo citoplasmatico che trasforma una molecola di glucosio in due molecole di piruvato, generando energia nel processo.
- È suddivisa in due fasi: la Prima Fase non Ossidativa consuma ATP, mentre la Seconda Fase Esoergonica produce ATP e NADH.
- Nella Prima Fase, il glucosio viene fosforilato e trasformato in prodotti intermedi, con un consumo di 2 ATP.
- Nella Seconda Fase, l'ossidazione delle molecole di gliceraldeide 3-fosfato porta alla produzione di 4 ATP e 2 NADH.
- Il FosfoenolPiruvato (PEP) è un prodotto intermedio chiave che facilita la produzione di ATP e piruvato attraverso l'enzima Piruvato Chinasi.
La Glicolisi è un processo Citoplasmatico dove 1 molecola di Glucosio viene scissa e ossidata per formarne 2 di Piruvato e un po' di energia. Questa energia liberata viene a sua volta utilizzata per produrre 2 molecole di ATP e per ridurre 2 molecole NAD⁺ a NADH + H⁺.
Quali sono le fasi della glicolisi?
La Glicolisi avviene in 10 tappe suddivise in 2 stadi: la Prima Fase non Ossidativa consuma energia e ATP, mentre la Seconda Fase è costituita da Reazioni Esoergoniche che producono ATP. La Glicolisi inoltre non avviene mai da sola, infatti in presenza di Ossigeno è seguita dalla Respirazione Cellulare, mentre in assenza di questo avviene la Fermentazione.
Prima fase della glicolisi: Le prime cinque reazioni sono Endoergoniche e vengono utilizzate 2 ATP nella Prima e Terza tappa. Da 1 Molecola di Glucosio ne ricaviamo 2 di Gliceraldeide-3-Fosfato. I prodotti di ogni tappa sono detti Prodotti Intermedi.
Dettagli della prima fase
1) Il prodotto di partenza della glicolisi è il glucosio, che viene inizialmente trasformato in glucosio 6-fosfato tramite un processo di fosforilazione: gli enzimi adibiti a questo tipo di reazione, sono le Eschinasi. Tali enzimi trasferiscono un gruppo fosfato dall'ATP al Glucosio.
2) Il Secondo Step della Glicolisi prevede la conversione del glucosio 6-fosfato in un suo isomero: il Fruttosio 6-Fosfato per azione della Fosfoglucosiomerasi.
3) Successivamente, per azione di un’altra chinasi, la Fosfofruttochinasi, si forma il Fruttosio 1,6-Bisfosfato: la chinasi trasferisce un gruppo fosforico da una molecola di ATP al primo carbonio del Fruttosio 6-Fosfato liberando ADP.
4) Il Fruttosio 1,6-Bisfosfato, mediante l'enzima Aldolasi viene poi scisso in due parti: i primi tre carboni della molecola formano il DiIdrossiAcetoneFosfato, mentre i carboni rimanenti danno la Gliceraldeide 3-Fosfato.
5) Successivamente, un enzima isomerasi, converte il DiIdrossiAcetoneFosfato in Gliceraldeide 3-fosfato perché solamente la Gliceraldeide 3-fosfato può accedere alla reazione successiva.
Con questo processo termina la prima fase della glicolisi; finora sono state consumate due molecole di ATP (con Esochinasi e con la Fosfofruttochinasi) ma, nella seconda fase, si avrà una produzione di ATP tale da permettere un guadagno energetico.
Seconda fase della glicolisi
Seconda fase della glicolisi: Le 2 molecole di Gliceraldeide 3-Fosfato vengono Ossidate e Trasformate in 2 molecole di Piruvato. Il processo è Esoergonico e l'energia liberata viene utilizzata per produrre 4 ATP e per ridurre 2 NAD⁺ in NADH + H⁺. La reazione che trasferisce i gruppi fosfato dai prodotti intermedi all'ADP è detta Fosforilazione a Livello del Substrato. La Fosforilazione è infatti il processo che aggiunge un gruppo fosfato ad una molecola.
Dettagli della seconda fase
6) Il primo enzima impiegato nella seconda fase della glicolisi è la gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi; le deidrogenasi sono enzimi che catalizzano il trasferimento del potere riducente da una molecola riducente che si ossida, ad un’altra molecola che si riduce (reazione Redox). I substrati di tale enzima sono NAD e FAD. I prodotti intermedi di questa tappa sono dunque 2 molecole di 1,3-BiFosfoglicerato e 2 molecole di NADH + H⁺.
7) Le 2 molecole di 1,3-BiFosfatoGlicerato per mezzo dell'enzima Fosfoglicerato chinasi trasferiscono ciascuna un gruppo fosfato all'ADP ed abbiamo dunque la creazione di 2 ATP e 2 molecole di 3-Fosfoglicerato). Con questa tappa abbiamo recuperato le 2 ATP spese nella Prima Fase della Glicolisi.
8) I 2 gruppi fosfati delle 2 molecole di 1,3-FosfoGlicerato si spostano producendo 2 molecole di 2-FosfoGlicerato.
9) Le 2 molecole di 2-FosfoGlicerato per mezzo dell'enzima Enolasi perdono 2 molecole di acqua (H₂O) andando a formare il FosfoenolPiruvato (PEP), un prodotto intermedio ad alto contenuto energetico.
10) Grazie al suo elevato potenziale di trasferimento le 2 molecole di PEP (FosfoenolPiruvato) per mezzo dell'enzima Piruvato Chinasi trasferiscono i 2 gruppi fosfati (uno per molecola di PEP) all'ADP e vengono formate 2 molecole di ATP e 2 molecole di Piruvato.
C₆H₁₂O₆ + 2 ATP + 4 ADP + 2Pᵢ + 2NAD⁺ → 2C₃H₄O₃ + 4 ATP + 2NADH + 2H⁺ +2H₂O
Domande da interrogazione
- Qual è il prodotto finale della glicolisi e quali sono i suoi principali sottoprodotti?
- Quali sono le due fasi della glicolisi e come si differenziano?
- Qual è il ruolo degli enzimi nella prima fase della glicolisi?
- Come avviene la produzione di ATP nella seconda fase della glicolisi?
- Qual è l'importanza della glicolisi in relazione alla respirazione cellulare e alla fermentazione?
Il prodotto finale della glicolisi è il Piruvato, e i principali sottoprodotti includono 4 molecole di ATP e 2 molecole di NADH + H⁺, come descritto nel testo.
La glicolisi si divide in due fasi: la Prima Fase non Ossidativa, che consuma energia e ATP, e la Seconda Fase Esoergonica, che produce ATP. Nella Prima Fase vengono consumate 2 molecole di ATP, mentre nella Seconda Fase si genera un guadagno energetico.
Gli enzimi, come le Eschinasi e la Fosfofruttochinasi, sono cruciali nella prima fase della glicolisi per la fosforilazione e la trasformazione del glucosio in prodotti intermedi, come il Fruttosio 1,6-Bisfosfato.
Nella seconda fase, la produzione di ATP avviene tramite la Fosforilazione a Livello del Substrato, dove i gruppi fosfato vengono trasferiti dai prodotti intermedi all'ADP, generando 4 molecole di ATP.
La glicolisi è fondamentale poiché, in presenza di ossigeno, è seguita dalla respirazione cellulare, mentre in assenza di ossigeno porta alla fermentazione, evidenziando il suo ruolo centrale nel metabolismo energetico.
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