Glycolysis liên quan đến sự phân hủy được kiểm soát bằng xúc tác sinh học của các loại đường đơn như D-glucose ở người và ở hầu hết tất cả các sinh vật đa bào. Quá trình suy thoái và chuyển đổi của glucose đến pyruvat xảy ra trong mười bước tuần tự và có thể xảy ra trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí như nhau. Glycolysis được sử dụng để sản xuất năng lượng và pyruvat cung cấp tiền chất ban đầu cho quá trình tổng hợp sinh hóa một số chất. Sự cố về thứ tự cao hơn carbohydrates (polysacarit) cũng trải qua quá trình đường phân sau khi bị phân hủy thành đường đơn.
Đường phân là gì?
Glycolysis là một quá trình trao đổi chất trung tâm để phá vỡ các đường D-glucose và xảy ra trong tế bào trong bào tương, phần chất lỏng của huyết tương tế bào. Glycolysis là một quá trình trao đổi chất trung tâm để phá vỡ các đường D-glucose và diễn ra trong tế bào trong cytosol, phần chất lỏng của huyết tương tế bào. Quá trình phân hủy xảy ra trong 10 bước liên tiếp được kiểm soát bằng enzym. Các sản phẩm cuối cùng của tổng số cân bằng từ đường phân mỗi phân tử glucozơ là 2 pyruvat phân tử, 2 nucleotit ATP và 2 nucleotit NADH. 10 bước riêng lẻ có thể được chia thành hai giai đoạn, giai đoạn chuẩn bị từ bước 1 đến bước 5 và giai đoạn khấu hao từ bước 6 đến bước 10. Giai đoạn chuẩn bị có năng lượng âm đối với sự trao đổi chất, do đó năng lượng phải được cung cấp dưới dạng 2 ATP. Chỉ có giai đoạn giảm dần năng lượng là dương, dẫn đến thu được năng lượng ròng dưới dạng 2 nucleotide ATP và 2 nucleotide NADH. Trong mỗi bước trong số hai bước đầu tiên của quá trình đường phân, 2 phốt phát các nhóm được chuyển đến glucose, có nguồn gốc từ 2 nucleotide ATP (adenosine triphosphate), do đó được chuyển đổi thành ADP nucleotide (adenosine diphosphate). Trong khi quá trình đường phân cho đến sự hình thành pyruvate không phụ thuộc vào điều kiện ô nhiễm (hiếu khí) hay thiếu ôxy (kỵ khí) chiếm ưu thế, sự chuyển hóa thêm của pyruvate phụ thuộc vào việc ôxy có sẵn hoặc không. Tuy nhiên, nói một cách chính xác, các quá trình thoái hóa và chuyển đổi tiếp theo không còn là một phần của quá trình đường phân.
Chức năng và nhiệm vụ
Glycolysis là một trong những quá trình trao đổi chất trung tâm quan trọng và phổ biến nhất xảy ra trong tế bào. Nhiệm vụ và chức năng của quá trình đường phân là chuyển hóa năng lượng và vật chất của các đường D. glucozơ. Chất mang năng lượng và nhà cung cấp năng lượng trong quá trình này là ATP, thu được trong quá trình sự chuyển hoá năng lượng bằng cách cung cấp năng lượng và chuyển một phốt phát nhóm thành một nucleotide ADP. Con đường qua ATP có ưu điểm là năng lượng được lưu trữ trong thời gian ngắn và không bị mất đi qua quá trình tản nhiệt. Ngoài ra, ATP có thể được vận chuyển trong khoảng cách ngắn đến nơi cần năng lượng tại thời điểm này. Đường phân tích cực năng lượng cũng cung cấp thêm pyruvate cho tế bào. Nó có thể được đưa vào chu trình citrate và chuỗi hô hấp tiếp theo dưới sự “tiêu thụ” của ôxy trong điều kiện độc hại trong mitochondria của tế bào để sản xuất thêm năng lượng, hoặc nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu để tổng hợp các chất cần thiết. Trong chu trình xitrat, CO2 (carbon đioxit) và H2O (nước) được sản xuất như các sản phẩm thoái hóa chính. Năng lượng giải phóng trong quá trình oxy hóa được sử dụng trong chuỗi hô hấp để phosphoryl hóa ADP thành ATP và do đó được lưu trữ trong một thời gian ngắn. Sự phân hủy hoàn toàn của glucose thành nước và carbon điôxít với việc bổ sung ôxy là sản xuất năng lượng hơn, nhưng có nhược điểm là nó chỉ có thể diễn ra trong điều kiện độc hại, tức là, điều kiện mà oxy phân tử có sẵn với số lượng đủ. Khi cơ xương bắt buộc phải hoạt động ở mức độ cao, việc phân phối oxy đến các tế bào cơ quá chậm, vì vậy chúng phải lấy năng lượng cần thiết từ quá trình đường phân. Một ưu điểm khác của quá trình đường phân nằm ở tốc độ xử lý cao, đạt đến bội số của tỷ lệ chuyển đổi trong chu trình citrate.
Bệnh tật
Glycolysis là một trong những quá trình trao đổi chất lâu đời nhất và ổn định nhất của các sinh vật sống trong lịch sử tiến hóa. Có khả năng quá trình đường phân đã được phát triển như một trong những quá trình trao đổi chất cơ bản từ 3.5 tỷ năm trước, trước sự phát triển của các sinh vật đa bào, bởi vì tất cả các sinh vật sống đều có khả năng đường phân và sử dụng nó để sản xuất năng lượng. rối loạn hoặc bệnh đã biết có liên quan rõ ràng về nguyên nhân với rối loạn quá trình đường phân. Những xáo trộn trong quá trình đường phân chủ yếu dẫn ảnh hưởng nghiêm trọng đến màu đỏ máu ô (hồng cầu). Bởi vì chúng không chứa mitochondria, chúng phụ thuộc vào việc cung cấp năng lượng bằng quá trình đường phân. Nếu nguồn cung cấp năng lượng bị rối loạn, quá trình tán huyết xảy ra, tức là các màng của hồng cầu hòa tan và huyết cầu tố đi trực tiếp vào huyết thanh. Thông thường, thiếu hụt enzym pyruvate kinase khiến quá trình đường phân bị gián đoạn. Một nguyên nhân khác dẫn đến các triệu chứng tương tự có thể là do hồng cầu nếu họ không có đủ lượng enzyme cần thiết KKR (isoenzyme của pyruvate kinase). Bệnh Tarui (bệnh Tarui) là một trong số ít bệnh gây rối loạn trực tiếp quá trình đường phân. Nó là một bệnh dự trữ glycogen. Glucose dư thừa trong máu huyết thanh được cơ thể chuyển hóa tạm thời thành đường cao phân tử (glycogen), sau đó chuyển hóa trở lại thành glucose khi cần chuyển hóa (chuyển hóa) qua đường phân. Trong trường hợp của bệnh Tarui, do một khiếm khuyết di truyền di truyền, thiếu hụt phosphofructokinase, một loại enzyme gây ra quá trình phophoryl hóa và chuyển hóa glucose thành fructose-1,6-biphosphat (bước thứ 3 trong quá trình đường phân). Sự thiếu hụt enzyme gây ra sự gián đoạn của quá trình đường phân khiến cơ xương không được cung cấp năng lượng thích hợp. Đau cơ co thắt và tan máu thiếu máu, sự hòa tan của màng màu đỏ máu tế bào, xảy ra.
