Γλυκόλυση έναντι γλυκονεογένεσης
της γλυκόζης και της γλυκονεογένεσης
Τα κύτταρα λαμβάνουν ενέργεια με την υδρόλυση μορίων ΑΤΡ. Το ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) είναι επίσης γνωστό ως «νόμισμα» του βιολογικού κόσμου και εμπλέκεται στις περισσότερες κυτταρικές ενεργειακές συναλλαγές. Η σύνθεση ΑΤΡ απαιτεί τα κύτταρα να εκτελούν εξεργονικές αντιδράσεις. Οι οδοί γλυκόλυσης και γλυκονεογένεσης έχουν εννέα ενδιάμεσα και επτά ενζυματικά καταλυόμενες αντιδράσεις. Η ρύθμιση αυτών των οδών σε ζωικά κύτταρα περιλαμβάνει έναν ή δύο κύριους μηχανισμούς ελέγχου. αλλοστερική ρύθμιση και ορμονική ρύθμιση.
Τι είναι η Γλυκόλυση;
Η γλυκόλυση ή η γλυκολυτική οδός είναι μια ακολουθία αντιδράσεων δέκα βημάτων που μετατρέπει ένα μόριο γλυκόζης ή οποιοδήποτε από αρκετά σχετικά σάκχαρα σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος με το σχηματισμό δύο μορίων ΑΤΡ. Η οδός της γλυκόλυσης δεν απαιτεί οξυγόνο, ώστε να μπορεί να συμβεί τόσο σε αερόβιες όσο και σε αναερόβιες συνθήκες. Όλες οι ενδιάμεσες καταστάσεις που υπάρχουν σε αυτή την οδό έχουν 3 ή 6 άτομα άνθρακα. Όλες οι αντιδράσεις που υπάρχουν στην οδό γλυκόλυσης μπορούν να τεθούν σε πέντε κατηγορίες, συγκεκριμένα, μεταφορά φωσφορυλίου, μετατόπιση φωσφορυλίου, ισομερισμό, αφυδάτωση και διάσπαση αλδόλης.
Η αλληλουχία της αντίδρασης γλυκόλυσης μπορεί να χωριστεί σε τρία σημαντικά στάδια. Η πρώτη γλυκόζη παγιδεύεται και αποσταθεροποιείται. Στη συνέχεια, το μόριο με 6 άτομα άνθρακα χωρίζεται σε μόρια με δύο ή τρία άτομα άνθρακα. Η πορεία της γλυκόλυσης, η οποία δεν απαιτεί οξυγόνο, ονομάζεται ζύμωση και αναγνωρίζεται σε σχέση με το κύριο τελικό προϊόν. Για παράδειγμα, ένα προϊόν ζύμωσης γλυκόζης σε ζώα και πολλά βακτήρια είναι γαλακτικό. που ονομάζεται γαλακτική ζύμωση. Στα περισσότερα φυτικά κύτταρα και ζυμομύκητες, το τελικό προϊόν είναι αιθανόλη και συνεπώς ονομάζεται αλκοολική ζύμωση.Η γλυκονεογένεση ορίζεται ως η διαδικασία σύνθεσης γλυκόζης και άλλων υδατανθράκων από τρεις ή τέσσερις προδρόμους άνθρακα σε ζώντα κύτταρα. Συνήθως, αυτοί οι πρόδρομοι είναι μη-υδατανθρακικοί στη φύση. Το πυροσταφυλικό είναι το πιο κοινό πρόδρομο σε πολλά ζωντανά κύτταρα. Υπό αναερόβιες συνθήκες, το πυρουβικό οξύ μετατρέπεται σε γαλακτικό και χρησιμοποιείται ως πρόδρομος σε αυτή την οδό.
Κυρίως η γλυκονεογένεση λαμβάνει χώρα στο ήπαρ και στους νεφρούς. Οι πρώτες επτά αντιδράσεις στην οδό γλυκονεογένεσης συμβαίνουν με απλή αναστροφή των αντίστοιχων αντιδράσεων στο μονοπάτι της γλυκόλυσης. Ωστόσο, δεν είναι όλες οι αντιδράσεις αναστρέψιμες στο μονοπάτι της γλυκόλυσης. Συνεπώς, τέσσερις αντιδράσεις παράκαμψης της γλυκονεογένεσης παρακάμπτουν την μη αναστρέψιμη των τριών γλυκολυτικών βημάτων (Βαθμίδα 1, 3 και 10).
Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στη γλυκόλυση και τη γλυκονογένεση;
• Οι τρεις ουσιαστικά μη αναστρέψιμες αντιδράσεις της γλυκολικής οδού παρακάμπτονται σε οδό γλυκονεογένεσης με τέσσερις αντιδράσεις bypass.
• Η γλυκονεογένεση είναι μια αναβολική οδός, ενώ η γλυκόλυση είναι μια καταβολική οδός.
• Η γλυκόλυση είναι μια εξεργονική οδός, αποδίδοντας έτσι δύο ΑΤΡ ανά γλυκόζη. Η γλυκονεογένεση απαιτεί συζευγμένη υδρόλυση έξι δεσμών φωσφοανυδριδίου (τέσσερις από ΑΤΡ και δύο από GTP) προκειμένου να κατευθύνεται η διαδικασία σχηματισμού γλυκόζης.
• Η γλυκονεογένεση εμφανίζεται κυρίως στο ήπαρ, ενώ η γλυκόλυση εμφανίζεται στους μυς και σε άλλους διάφορους ιστούς.
• Η γλυκόλυση είναι μια διαδικασία καταβολισμού της γλυκόζης και άλλων υδατανθράκων ενώ η γλυκονεογένεση είναι μια διαδικασία συνθέσεως σακχάρων και πολυσακχαριτών.
• Οι πρώτες επτά αντιδράσεις στην οδό γλυκονεογένεσης συμβαίνουν με απλή αναστροφή των αντίστοιχων αντιδράσεων στο μονοπάτι γλυκόλυσης.
• Η γλυκόλυση χρησιμοποιεί δύο μόρια ΑΤΡ αλλά παράγει τέσσερα. Συνεπώς, τα καθαρά αποδίδοντα ΑΤΡ ανά γλυκόζη είναι δύο. Από την άλλη πλευρά, η γλυκονογένεση καταναλώνει έξι μόρια ΑΤΡ και συνθέτει ένα μόριο γλυκόζης.
