Quasi tutte le cellule della Terra vivono di energia ricavata dalle molecole di glucosio. Ma le cellule non possono trasferire direttamente energia dal glucosio alle loro altre molecole; invece si basano su una molecola chiamata adenosina trifosfato o ATP. Per ottenere l'ATP dal glucosio, le cellule devono prima separare le molecole di glucosio. Quel processo è chiamato glicolisi e richiede la partecipazione di dieci diversi enzimi.

Glicolisi

La glicolisi è il primo passo per estrarre energia dal glucosio. Ci sono diversi modi in cui ciò può essere fatto, come la respirazione cellulare. Puoi pensare alla respirazione come a respirare, ma la respirazione cellulare è la ragione per cui respira. Le tue cellule usano l'ossigeno che respiri per ottenere più energia possibile dal glucosio. Le piante e i microrganismi fanno la stessa cosa. Il primo passo nella respirazione cellulare, e altri processi per ottenere energia dal glucosio, sta dividendo una molecola di glucosio in due molecole di piruvato.

L'esochinasi avvia la glicolisi

Le reazioni chimiche sono processi in cui gli atomi in una configurazione passare ad un'altra configurazione, di solito separando e ricombinando in entità completamente diverse. Gli enzimi sono proteine ​​che aiutano le reazioni chimiche. Ad esempio, il primo passaggio della glicolisi consiste nel convertire il glucosio in glucosio-6-fosfato. Cioè, il prodotto è una molecola di glucosio con un atomo di idrogeno sostituito da un gruppo fosfato, un fosforo e tre atomi di ossigeno. L'enzima che lo aiuta è chiamato esochinasi. Altri due enzimi, fosfoglucomutasi e fosfofuctokinasi, cambiano la forma del glucosio, risultando in una molecola chiamata 1,6-bifosfato di fruttosio. Quella molecola di fruttosio ha una forma leggermente diversa dal glucosio originario, con un paio di gruppi fosfati che immagazzinano energia.

Splitting

L'enzima aldolasi aiuta a scindere il fruttosio a sei carboni molecola in due molecole di tre glicole gliceraldeide 3-fosfato (G3P). In realtà, aldolase divide il fruttosio in una molecola G3P e una diidrossiacetone fosfato (DAP). Poi un altro enzima, triosofosfato isomerasi, converte il DAP in G3P.

Ognuna delle molecole di G3P viene poi spostata attraverso alcune altre molecole di tre atomi di carbonio, eliminando un paio di gruppi di fosfati lungo la strada e lasciando un molecola del piruvato. Ognuno dei cinque passaggi è aiutato da un enzima. I cinque enzimi coinvolti sono fosfato deidrogenasi, fosfoglicerato chinasi, fosfogliceromutasi, enolasi e piruvato chinasi.

Glicolisi ed energia

Tutti quegli enzimi dal suono complicato funzionano per una ragione: rendere disponibile l'energia per la cella. I primi cinque passaggi della glicolisi fanno sì che la cellula spenda energia, utilizzando due molecole di ATP. I prossimi passi ruotano attorno a questo, generando quattro molecole di ATP. Ma questo è solo l'inizio.

Le molecole del piruvato generano ATP addizionale - sia direttamente che indirettamente. Le reazioni chimiche specifiche e il numero totale di molecole di ATP generate dipendono dal tipo di cellula e dalla disponibilità di ossigeno, ma tutto inizia con la glicolisi. (vedi riferimento 3 per la respirazione e la fermentazione)