Вече научихме, че клетъчното дишане
може да бъде разделено (грубо) на три фази.
Клетъчно дишане
Първата фаза е гликолиза, което буквално означава
разпадане на глюкоза.
Разпадане на глюкозата.
Това може да се случи с или без кислород.
Ако няма кислород, се получава ферментация.
За това ще говорим по-нататък.
При това положение в телата на хората се образува
млечна киселина.
В други видове организми може
да се синтезира метанол или етанол.
В по-голямата част от клипа
ще предположим, че има кислород.
Ако имаме кислород, продължаваме
с цикъла на Кребс.
Понякога го наричат цикъл на лимонената киселина, защото
включва лимонена киселина.
Тя се съдържа в портокаловия сок и лимоните.
Оттам продължаваме с
електрон-транспортната верига.
Eлектрон-транспортната верига.
В първия клип "Oбщ преглед на клетъчното дишане"
видяхме, че тук се получават молекулите АТФ.
Макар че се използват суровини, синтезирани от тези фази тук.
В този видеоклип искам да се концентрираме върху гликолизата.
Гликолизата.
Това може да се окаже трудна задача,
защото може да се объркаш при уравненията.
Ще ти ги покажа след малко,
заедно със самия механизъм.
Изглеждат доста страшни.
Но аз ще ги опростя, за да можеш
да разбереш главните идеи.
Така когато разглеждаме
уравненията на гликолизата, ще ни бъдат по-ясни и лесни.
Гликолизата или клетъчното дишане започва с глюкоза.
Знаем формулата на глюкозата –
C6H12O6.
Ако направя цялата структура, ще отнеме време.
Ще се фокусирам само върху основната въглеродна верига.
Може да бъде пръстен.
Но аз ще нарисувам верига от шест атома въглерод.
Гликолизата има две важни фази,
които трябва да знаеш.
Едната се нарича фаза на влагане.
Тя използва две молекули АТФ.
Целта на клетъчното дишане
е да генерира молекули АТФ, но трябва да използваме две молекули
от самото начало.
Използвам две молекули АТФ и разграждам
глюкозата на две молекули с по 3 атома въглерод,
които също съдържат фосфатна група.
Фосфатните групи идват от тези молекули АТФ.
Има много имена за фосфатната група, но
често се нарича още
ГАФ –
не е необходимо да го запомняш,
другото му име е глицералдехид-3-фосфат.
Трудно ми е да го изпиша правилно.
Това не е толкова важно.
Трябва да запомниш само, че
в първата фаза се използват две молекули АТФ.
Затова се нарича фаза на влагане.
Използваме бизнес термин – фаза на влагане.
Тези две молекули ГАФ навлизат във
фазата на отделяне.
В тази фаза всяка ГАФ молекула
се преобразува в пирува̀т.
Той също съдържа три атома въглерод, но има различна структура.
В процеса се получава пируват.
Ще изпиша думата пирува̀т
в синьо, защото е хубаво
да го запомниш.
След малко ще ти покажа структурата.
Пирува̀т.
Нарича се още пирогроздена киселина.
Едно и също е.
Това всъщност е продуктът от гликолизата.
Започваме с глюкоза във фазата на влагане.
Накрая получаваме глицералдехид-3-фосфат, който
представлява разградена глюкоза
с фосфат в двата ѝ края.
Накрая всяко една от тези молекули поотделно преминава
през фазата на отделяне.
Накрая се получават две молекули пирува̀т
от всяка начална молекула глюкоза.
Сигурно ще ме попиташ: „Сал, какво стана във фазата
на отделяне, какво се отделя?“
Нека запиша – фаза на отделяне.
Ето я.
Фаза на отделяне.
Извинявам се за белия фон.
Използвам го, защото копирах и поставих механизма,
който ти показвам, от Уикипедия и там фонът беше бял
и реших да не го променям.
Аз лично предпочитам черния фон.
Това е фазата на отделяне.
Когато глицералдехид-3-фосфатът преминава в
пирува̀т или пирогроздена киселина, се получават две вещества.
Даже са три.
От всяка молекула ГАФ, превърнала се в пирува̀т,
се получават две молекули АТФ.
Получават се две мокекули тук
и две молекули тук.
След това за всяка една от тях се синтезира НАДH.
Ще използвам по-тъмен цвят.
НАДH.
Разбира се, тази молекула не се получава от нищото.
Принципно започваме със изходна молекула НАД+
и тя се редуцира
чрез добавяне на водород.
Ако си спомняш, преди няколко видеоклипа научихме,
че редукцията е един вид приемане на водород.
Молекулата НАД се редуцира до НАДH.
По-късно тези молекули НАДH се използват в електрон-транспортната
верига, за да се генерират молекули АТФ.
Ако запиша реакцията на гликолиза,
най-важното, което трябва да запомниш, е,
че започваме с глюкоза.
И са ти необходими молекули НАД+.
За всяка молекула глюкоза ще
са ти необходими две молекули НАД+.
Ще са ти необходими две молекули АТФ.
Изписвам всички съставки, които са ни необходими,
за да започнем.
Преди да получим молекулите АТФ,
те са молекули АДФ.
Значи ще прибавя четири молекули АДФ.
След гликолизата...
нека го изпиша.
Обърках, тук трябваше да напиша „молекули АДФ“.
Ще го пренапиша.
Четири молекули АДФ.
След това са ни необходими по две фосфатни групи.
Трябват ни общо четири.
Понякога се изписват
по този начин.
По-скоро така.
Четири фосфатни групи.
След гликолизата се отделят два
пирува̀та и две молекули НАДH.
Молекулите НАД са редуцирани.
Те са приели водород.
При редукцията се приема.
При окислението се отдава.
При редукцията се добавя електрон.
Но в биологията представлява
приемане на водород.
Водородът не е електроотрицателен
и затова отдава електроните си.
Приемаме електрони.
Прибавяме две молекули НАДH и след това плюс двете молекули АДФ, които използвахме
във фазата на влагане.
Затова ги пиша отделно.
Използвахме тези двете.
Значи остават две молекули АДФ.
Накрая те двете
се преобразуват в молекули АТФ.
Значи плюс четири молекули АТФ.
Всъщност не ни трябваха четири молекули.
Накрая ни трябват само две фосфатни групи.
Защото тук отпадат две.
И ни трябват общо още две,
за да получим тук четири.
В общи линии започваме с глюкоза
и накрая получаваме два пирувата.
Използваме две молекули АТФ.
Получаваме четири молекули АТФ.
Значи накрая печелим две молекули АТФ.
Ще го изпиша едро.
Накрая след гликолизата се получават две молекули АТФ.
Получават се две молекули НАДH, които може да се използват
в електрон-транспортната верига за получаване на три молекули АТФ.
Получават се две молекули НАДH и два пирувата,
които ще се преобразуват в ацетил-коензими А,
които са суровини за цикъла на Кребс.
Това са продуктите на гликолизата.
Вече имаме обща представа, а сега ще разгледаме механизма.
На пръв поглед диаграмата
изглежда страшна.
Но в нея има същите неща, за които говорих преди малко.
Започваме с глюкоза.
Верига от шест въглеродни атома.
Тук е цикъл или пръстен.
Един, два, три, четири, пет, шест атома въглерод.
Ще го напиша така по възможно
най-простия начин.
Изпълняват се няколко стъпки.
Тук използвам молекула АТФ.
Ще го оцветя.
Ще използвам оранжево за АТФ.
Тук използвам молекула АТФ.
И тук използвам молекула АТФ.
Както ти казах, има и друг
термин за тях.
Но това тук е
глицералдехидфосфатът.
Наричат го и глицералдехид 3-фосфат.
Една и съща молекула е.
Както го бях нарисувал преди,
имаме един, два, три атома въглерод.
Към него имаме и фосфатна група.
Тя е прикрепена към кислорода.
За да опростя формулата, ще напиша
фосфатната група по този начин.
Както показахме тук,
това е глицералдехидфосфатът.
Това е действителната му структура, но смятам,
че когато човек гледа действителната структура, лесно се обърква.
Те са две.
Тук пише, че може да преминава напред-назад
в този друг негов изомер.
Важното е, че сега имаме две молекули,
които са с по три атома въглерод.
Глюкозата е разделена.
И сме готови за фазата на отделяне.
Запомни, че тези молекули са две.
Затова в механизма пише
„x 2“ –
глюкозата е разделена на
две такива молекули.
Всяка една от тях ще
премине през това.
За всеки глицералдехид-3-фосфат,
молекула ГАФ или глицералдехидфосфат
можем да погледнем механизма и да знаем,
че молекулата АДФ се превръща в АТФ.
Значи тук прибавяме една молекула АТФ.
Тук се случва отново
в процеса на получаване на пируват.
При получаването на пируват имаме
още една молекула АТФ.
При всяка получена молекула ГАФ или
глицералдехид-3-фосфат получаваме две молекули АТФ
във фазата на отделяне.
Вече имаме две.
За една молекула глюкоза се отделят
четири молекули АТФ.
Във фазата на отделяне получаваме четири молекули АТФ.
Във фазата на влагане използвахме две молекули АТФ.
Значи крайният брой молекули АТФ, директно генерирани от гликолизата,
е две молекули АТФ.
Общо са синтезирани четири.
Но трябваше да вложим две в първата фаза.
Тук виждаме молекулите НАД и НАДH.
За всяка молекула
глицералдехид-3-фосфат или ГАФ
в тази фаза редуцираме
молекулата НАД+ до НАДH.
Това се случва по веднъж за всяка от тези молекули.
Разбира се, те са две.
Глюкозата се раздели на тези две молекули.
Значи ще се получат две молекули НАДH.
По-късно те ще се използват в електрон-транспортната верига,
за да се генерират по 3 молекули АТФ от всяка една.
В крайна сметка
получаваме пирувати.
Рисунката е доста едра.
Можеш да видиш как изглежда пируватът.
Както ти обещах, тук се виждат всички
кислородни връзки.
Но веригата е от 3 атома въглерод.
Въглеводородната верига е от 3 атома въглерод.
Крайният резултат е, че въглеродът на глюкозата
се раздели на две – окисли се.
окисли се.
Някои от атомите водород бяха взети от въглерода.
Както виждаме, имаме само три атома водород.
В глюкозата започнахме с 12 атома водород,
а сега атомите въглерод са свързани с повече връзки с кислорода.
Всъщност кислородните атоми
откраднаха електроните на въглерода.
Той се окисли в този процес.
Ще има още окисление.
В този процес накрая генерирахме две молекули АТФ.
и две молекули НАДH, които по-късно ще използваме да получим молекули АТФ.
Дано този клип да ти е от полза.