గ్లైకోలైసిస్

గ్లైకోలైసిస్#

గ్లైకోలైసిస్ కణ శ్వాసక్రియ యొక్క మొదటి దశ. ఈ ప్రక్రియను క్రింది విధంగా సంగ్రహించవచ్చు:

1. గ్లూకోజ్, ATP ను ఫాస్ఫేట్ దాతగా ఉపయోగించి, గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్‌గా ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడుతుంది.

2. గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్ ఫ్రక్టోజ్-6-ఫాస్ఫేట్‌గా ఐసోమరైజ్ చేయబడుతుంది.

3. ఫ్రక్టోజ్-6-ఫాస్ఫేట్, మళ్ళీ ATP ను ఫాస్ఫేట్ దాతగా ఉపయోగించి, ఫ్రక్టోజ్-1,6-బిస్ఫాస్ఫేట్‌గా ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడుతుంది.

4. ఫ్రక్టోజ్-1,6-బిస్ఫాస్ఫేట్ రెండు మూడు-కార్బన్ అణువులుగా విడగొట్టబడుతుంది: గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (GAP) మరియు డైహైడ్రాక్సీయసిటోన్ ఫాస్ఫేట్ (DHAP).

5. DHAP, GAP గా ఐసోమరైజ్ చేయబడుతుంది.

6. GAP ఆక్సీకరణం మరియు ఫాస్ఫరిలేషన్ చేయబడి 1,3-బిస్ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (1,3-BPG) ను ఏర్పరుస్తుంది, ఈ ప్రక్రియలో రెండు ATP అణువులు ఉత్పత్తి అవుతాయి.

గ్లైకోలైసిస్ యొక్క చివరి ఉత్పత్తులు రెండు పైరువేట్ అణువులు, రెండు ATP అణువులు మరియు రెండు NADH అణువులు, ఇవి మరింత శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి కణ శ్వాసక్రియ యొక్క తదుపరి దశలలో ఉపయోగించబడతాయి.

గ్లైకోలైసిస్ అంటే ఏమిటి?#

గ్లైకోలైసిస్ కణ శ్వాసక్రియ యొక్క మొదటి దశ, ఇది కణాలు గ్లూకోజ్‌ను శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియ. ఇది కణం యొక్క సైటోప్లాజమ్‌లో జరుగుతుంది మరియు ఆక్సిజన్ అవసరం లేదు. గ్లైకోలైసిస్‌ను రెండు దశలుగా విభజించవచ్చు: ప్రిపరేటరీ దశ మరియు పేఆఫ్ దశ.

ప్రిపరేటరీ దశ

గ్లైకోలైసిస్ యొక్క ప్రిపరేటరీ దశలో, గ్లూకోజ్ రెండు గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) అణువులుగా మార్చబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియకు రెండు ATP అణువులు మరియు రెండు NAD+ అణువులు అవసరం.

1. గ్లూకోజ్ ఫాస్ఫరిలేషన్: గ్లూకోజ్ హెక్సోకినేస్ ద్వారా ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడి గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్ (G6P) ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్యకు ఒక ATP అణువు అవసరం.
2. ఐసోమరైజేషన్: G6P, ఫాస్ఫోగ్లూకోమ్యుటేస్ ద్వారా ఫ్రక్టోజ్-6-ఫాస్ఫేట్ (F6P) గా ఐసోమరైజ్ చేయబడుతుంది.
3. ఫాస్ఫరిలేషన్: F6P, ఫాస్ఫోఫ్రక్టోకినేస్-1 (PFK-1) ద్వారా ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడి ఫ్రక్టోజ్-1,6-బిస్ఫాస్ఫేట్ (F1,6BP) ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్యకు ఒక ATP అణువు అవసరం.
4. విచ్ఛేదనం: F1,6BP, ఆల్డోలేస్ ద్వారా రెండు G3P అణువులుగా విడగొట్టబడుతుంది.

పేఆఫ్ దశ

గ్లైకోలైసిస్ యొక్క పేఆఫ్ దశలో, G3P రెండు పైరువేట్ అణువులుగా మార్చబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ రెండు ATP అణువులు, రెండు NADH అణువులు మరియు రెండు H+ అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

1. ఆక్సీకరణం: G3P, గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ డీహైడ్రోజినేస్ (GAPDH) ద్వారా ఆక్సీకరణం చేయబడి 1,3-బిస్ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (1,3BPG) ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య రెండు NADH అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
2. ఫాస్ఫరిలేషన్: 1,3BPG, ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ కైనేస్ (PGK) ద్వారా ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడి 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3PG) ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య రెండు ATP అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
3. ఐసోమరైజేషన్: 3PG, ఫాస్ఫోగ్లిసరోమ్యుటేస్ ద్వారా 2-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (2PG) గా ఐసోమరైజ్ చేయబడుతుంది.
4. డీహైడ్రేషన్: 2PG, ఎనోలేస్ ద్వారా డీహైడ్రేట్ చేయబడి ఫాస్ఫోఎనోల్‌పైరువేట్ (PEP) ఏర్పడుతుంది.
5. సబ్స్ట్రేట్-లెవెల్ ఫాస్ఫరిలేషన్: PEP, పైరువేట్ కైనేస్ (PK) ద్వారా ADP కు బదిలీ చేయబడి పైరువేట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య రెండు ATP అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

మొత్తం ప్రతిచర్య

గ్లైకోలైసిస్ యొక్క మొత్తం ప్రతిచర్య:

$$Glucose + 2 NAD^+ + 2 ADP + 2 Pi -> 2 Pyruvate + 2 NADH + 2 H^+ + 2 ATP + 2 H_2O$$

గ్లైకోలైసిస్ కణాలకు కీలకమైన ప్రక్రియ, ఎందుకంటే ఇది అనేక కణ కార్యకలాపాలకు అవసరమైన శక్తిని అందిస్తుంది. గ్లైకోలైసిస్ లేకుండా, కణాలు జీవించలేవు.

గ్లైకోలైసిస్ ఉదాహరణలు

గ్లైకోలైసిస్ అన్ని కణాలలో జరుగుతుంది, కానీ ఇది అధిక చురుకుగా ఉండే కణాలలో ప్రత్యేకంగా ముఖ్యమైనది, ఉదాహరణకు కండర కణాలు మరియు నరాల కణాలు. ఈ కణాలు పని చేయడానికి చాలా శక్తి అవసరం, మరియు గ్లైకోలైసిస్ వాటికి అవసరమైన శక్తిని అందిస్తుంది.

గ్లైకోలైసిస్ ఫెర్మెంటేషన్ ప్రక్రియలో కూడా ముఖ్యమైనది. ఫెర్మెంటేషన్ అనేది కణాలు గ్లూకోజ్‌ను ఇథనాల్ లేదా లాక్టిక్ యాసిడ్‌గా మార్చే ప్రక్రియ. ఈ ప్రక్రియ ఆల్కహాల్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ఈస్ట్ మరియు లాక్టిక్ యాసిడ్ ఉత్పత్తి చేయడానికి బ్యాక్టీరియా ద్వారా ఉపయోగించబడుతుంది.

గ్లైకోలైసిస్ మార్గం#

గ్లైకోలైసిస్ మార్గం

గ్లైకోలైసిస్ కణ శ్వాసక్రియ యొక్క మొదటి దశ, ఇది కణాలు గ్లూకోజ్‌ను శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియ. ఇది కణం యొక్క సైటోప్లాజమ్‌లో జరుగుతుంది మరియు ఆక్సిజన్ అవసరం లేదు.

గ్లైకోలైసిస్ మార్గాన్ని రెండు దశలుగా విభజించవచ్చు:

• ప్రిపరేటరీ దశ: ఈ దశలో, గ్లూకోజ్ రెండు సార్లు ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడుతుంది, రెండు ATP అణువులు ఉపయోగించబడతాయి. ఇది గ్లూకోజ్‌ను గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్ (G6P) గా మరియు తరువాత ఫ్రక్టోజ్-1,6-బిస్ఫాస్ఫేట్ (F1,6BP) గా మారుస్తుంది.
• పేఆఫ్ దశ: ఈ దశలో, F1,6BP రెండు మూడు-కార్బన్ అణువులుగా విడగొట్టబడుతుంది, గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (GAP) మరియు డైహైడ్రాక్సీయసిటోన్ ఫాస్ఫేట్ (DHAP). ఈ అణువులు తరువాత ఆక్సీకరణం చేయబడతాయి, రెండు ATP అణువులు మరియు రెండు NADH అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

గ్లైకోలైసిస్ కోసం మొత్తం ప్రతిచర్య:

Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 Pyruvate + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP

గ్లైకోలైసిస్ ఉదాహరణలు

గ్లైకోలైసిస్ అన్ని కణాలలో జరుగుతుంది, కానీ ఇది చాలా శక్తి అవసరమయ్యే కణాలలో ప్రత్యేకంగా ముఖ్యమైనది, ఉదాహరణకు కండర కణాలు మరియు ఎర్ర రక్త కణాలు.

• కండర కణాలు: వ్యాయామం సమయంలో, కండర కణాలు ATP ఉత్పత్తి చేయడానికి గ్లైకోలైసిస్ ద్వారా గ్లూకోజ్‌ను విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి. ఈ ATP తరువాత కండర సంకోచాలను శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఎర్ర రక్త కణాలు: ఎర్ర రక్త కణాలకు మైటోకాండ్రియా లేదు, కాబట్టి అవి ATP ఉత్పత్తి చేయడానికి గ్లైకోలైసిస్‌పై ఆధారపడతాయి. ఈ ATP తరువాత కణ త్వచం అంతటా అయాన్లను కదిలించే పంపులను శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

గ్లైకోలైసిస్ నియంత్రణ

గ్లైకోలైసిస్ అనేక అంశాల ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, వీటిలో గ్లూకోజ్ లభ్యత, ATP మరియు NADH స్థాయిలు మరియు వివిధ ఎంజైమ్ల చురుకుదనం ఉన్నాయి.

• గ్లూకోజ్ లభ్యత: గ్లూకోజ్ స్థాయిలు తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, గ్లైకోలైసిస్ నెమ్మదిస్తుంది. ఎందుకంటే గ్లూకోజ్ గ్లైకోలైసిస్ కోసం ప్రారంభ బిందువు, కాబట్టి గ్లూకోజ్ లేకుంటే, గ్లైకోలైసిస్ ఉండదు.
• ATP స్థాయిలు: ATP స్థాయిలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, గ్లైకోలైసిస్ నెమ్మదిస్తుంది. ఎందుకంటే ATP గ్లైకోలైసిస్ యొక్క ఉత్పత్తి, కాబట్టి ఇప్పటికే చాలా ATP ఉంటే, మరింత ఉత్పత్తి చేయవలసిన అవసరం లేదు.
• NADH స్థాయిలు: NADH స్థాయిలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, గ్లైకోలైసిస్ నెమ్మదిస్తుంది. ఎందుకంటే NADH గ్లైకోలైసిస్ యొక్క ఉత్పత్తి, కాబట్టి ఇప్పటికే చాలా NADH ఉంటే, మరింత ఉత్పత్తి చేయవలసిన అవసరం లేదు.
• ఎంజైమ్ చురుకుదనం: వివిధ ఎంజైమ్ల చురుకుదనం కూడా గ్లైకోలైసిస్‌ను నియంత్రించగలదు. ఉదాహరణకు, ఎంజైమ్ ఫాస్ఫోఫ్రక్టోకినేస్-1 (PFK-1) గ్లైకోలైసిస్‌లో ఒక కీలక నియంత్రణ ఎంజైమ్. PFK-1 చురుకుగా ఉన్నప్పుడు, గ్లైకోలైసిస్ వేగవంతం అవుతుంది. PFK-1 నిష్క్రియంగా ఉన్నప్పుడు, గ్లైకోలైసిస్ నెమ్మదిస్తుంది.

గ్లైకోలైసిస్ కణాలు శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక కీలక మార్గం. కణాలు సరిగా పని చేయడానికి అవసరమైన శక్తిని కలిగి ఉండేలా ఇది అనేక అంశాల ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది.

గ్లైకోలైసిస్ యొక్క ముఖ్య అంశాలు#

గ్లైకోలైసిస్, ఎంబ్డెన్-మేయెర్హోఫ్ మార్గం అని కూడా పిలువబడుతుంది, ఇది కణ శ్వాసక్రియ యొక్క మొదటి దశ, కణాల సైటోప్లాజమ్‌లో జరుగుతుంది. ఇది గ్లూకోజ్, ఒక ఆరు-కార్బన్ చక్కెరను రెండు పైరువేట్, ఒక మూడు-కార్బన్ సమ్మేళనం అణువులుగా మార్చే పది-దశల ప్రక్రియ. ఇక్కడ గ్లైకోలైసిస్ యొక్క ముఖ్య అంశాలు ఉన్నాయి:

1. శక్తి పెట్టుబడి దశ (దశలు 1-2):

• గ్లూకోజ్, హెక్సోకినేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా ATP తో ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడి గ్లూకోజ్-6-ఫాస్ఫేట్ (G6P) ఏర్పడుతుంది. ఈ దశకు ఒక ATP అణువు అవసరం.
• G6P, ఫాస్ఫోఫ్రక్టోకినేస్-1 (PFK-1) ఎంజైమ్ ద్వారా మరింత ATP తో ఫాస్ఫరిలేట్ చేయబడి ఫ్రక్టోజ్-1,6-బిస్ఫాస్ఫేట్ (F1,6BP) ఏర్పడుతుంది. ఈ దశకు కూడా ఒక ATP అణువు అవసరం.

2. F1,6BP యొక్క విచ్ఛేదనం (దశ 3):

• F1,6BP, ఆల్డోలేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా రెండు మూడు-కార్బన్ అణువులుగా విడగొట్టబడుతుంది: గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (GAP) మరియు డైహైడ్రాక్సీయసిటోన్ ఫాస్ఫేట్ (DHAP).

3. DHAP యొక్క ఐసోమరైజేషన్ (దశ 4):

• DHAP, ట్రయోస్ ఫాస్ఫేట్ ఐసోమరేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా GAP గా ఐసోమరైజ్ చేయబడుతుంది.

4. GAP యొక్క ఆక్సీకరణం (దశలు 5-6):

• ప్రతి GAP అణువు ఆక్సీకరణం మరియు ఫాస్ఫరిలేషన్ చేయబడి గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ డీహైడ్రోజినేస్ (GAPDH) ఎంజైమ్ ద్వారా 1,3-బిస్ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (1,3BPG) ఏర్పడుతుంది. ఈ దశ రెండు NADH అణువులు మరియు రెండు ATP అణువులను (సబ్స్ట్రేట్-లెవెల్ ఫాస్ఫరిలేషన్ ద్వారా) ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

5. ATP ఉత్పత్తి (దశలు 7-10):

• 1,3BPG, ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ కైనేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3PG) గా మార్చబడుతుంది, రెండు ATP అణువులను (సబ్స్ట్రేట్-లెవెల్ ఫాస్ఫరిలేషన్ ద్వారా) ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
• 3PG, ఫాస్ఫోగ్లిసరోమ్యుటేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా 2-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (2PG) గా మార్చబడుతుంది.
• 2PG, ఎనోలేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా డీహైడ్రేట్ చేయబడి ఫాస్ఫోఎనోల్‌పైరువేట్ (PEP) ఏర్పడుతుంది.
• PEP, పైరువేట్ కైనేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా పైరువేట్‌గా మార్చబడుతుంది, రెండు ATP అణువులను (సబ్స్ట్రేట్-లెవెల్ ఫాస్ఫరిలేషన్ ద్వారా) ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

సారాంశం: గ్లైకోలైసిస్ పది ఎంజైమేటిక్ దశలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి గ్లూకోజ్‌ను రెండు పైరువేట్ అణువులుగా మారుస్తాయి. ఈ ప్రక్రియలో, రెండు ATP అణువులు ప్రారంభ ఫాస్ఫరిలేషన్ దశలలో పెట్టుబడి పెడతారు, మరియు నాలుగు ATP అణువులు సబ్స్ట్రేట్-లెవెల్ ఫాస్ఫరిలేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతాయి. అదనంగా, రెండు NADH అణువులు ఉత్పత్తి అవుతాయి, ఇవి మరింత ATP ఉత్పత్తి చేయడానికి కణ శ్వాసక్రియ యొక్క తదుపరి దశలలో ఉపయోగించబడతాయి.