כבר למדנו שאפשר לחלק נשימה תאית
בערך לשלוש פאזות .
הראשונה היא גליקוליזה. פירוש המילה הוא
פירוק הגלוקוז.
שלב זה יכול להתרחש עם או בלי חמצן.
אם אין חמצן, אז זה הופך לתהליך של תסיסה.
עוד נדבר על זה.
זה עובר תהליך של תסיסה, ובבני אדם
זה ייצור חומצת חלב.
באורגניזמים אחרים זה יכול
ליצור כוהל או אתנול.
אבל אם יש חמצן - וברוב המקרים אנו יכולים
להניח שאפשר להתקדם עם חמצן -
אם יש חמצן, אז אנו יכולים להתקדם
אל מעגל קרֶבּס.
לפעמים הוא נקרא מעגל החומצה הציטרית (לימון)
כי הוא עוסק בחומצה ציטרית
שהיא מרכיב שקיים במיץ תפוזים ולימונדה.
ומשם אנו מתקדמים אל
שרשרת שינוע האלקטרונים.
למדנו בסרטון הראשון של
הנשימה התאית, שרוב הATP
נוצר כאן.
וזאת למרות שהתהליך משתמש בחומרי הגלם שבאו
מהשלבים האלה כאן למעלה.
טוב, מה שנעשה בסרטון הזה הוא - שנתמקד
רק בגליקוליזה.
זה תפקיד מאתגר
כי בהחלט אפשר להתקע בקשיים.
מיד נראה מה הם הקשיים.
ומה הוא למעשה המכניזם .
זה יכול להיות די מאתגר
אבל אנו ננסה לפשט את זה בשבילכם.
כך שזה יתווסף לידע שלכם.
ואז נוכל להעריך ואולי אפילו להתבוננן
בקשיים שבהבנת הגליקוליזה
ואפילו למצוא בהם הגיון.
לכן, גליקוליזה, או בעצם נשימה תאית
מתחילה עם גלוקוז.
אנו זוכרים את הנוסחה של גלוקוז.
הנה היא: C6H12O6.
ואפשר לאייר את המבנה השלם שלה
אבל זה יקח קצת זמן.
אבל אנו נתמקד בשדרה של הפחמנים שלו.
זוהי טבעת, או היא יכולה להיות טבעת
אבל אנו נצייר אותה כשרשרת של 6 פחמנים בשורה.
טוב, ישנם שני שלבים חשובים של גליקוליזה
שכדאי לדעת אותם.
לראשון אנו קוראים שלב ההשקעה.
שלב ההשקעה מנצל שני ATP.
אתם יודעים שמטרת הנשימה התאית היא
לייצר ATP, אבל מיד עם ההתחלה, יש צורך
לנצל שני ATP.
אנו מנצלים את שני הATP כדי לפרק
את הגלוקוז לשתי מולקולות של 3 פחמנים.
למולקולות אלה יש גם קבוצת זרחן (P).
הזרחן בא מה ATP שנצלנו.
אז יש עליהם זרחן
וזה לעיתים נקרא - טוב יש לזה הרבה שמות.
לפעמים זה נקרא PGAL.
לא מוכרחים לזכור את זה.
או: פוספו-גליצר-אלדהיד (מסובך לכתוב זאת באנגלית)
הנה כתוב כאן.
לא כל כך חשוב לזכור את זה.
אבל צריך לדעת שבשלב הראשון
אנו משתמשים בשני ATP.
לכן קוראים לו שלב ההשקעה.
אנו מכנים אותו, כמו בעסקים, שלב ההשקעה.
ואז, כל אחת ממולקולות ה-PGAL יכולה
להכנס אל שלב הרווח.
בשלב הרווח, כל אחת
מה- PGAL הופכת לפּירוּבָט.
גם זו מולקולה של 3 זרחנים אבל בתצורה אחרת.
אבל התהליך שבו היא הופכת לפּירוּבָט
בואו נכתוב פּירוּבָט בכחול,
כי טוב לפחות להכיר את המילה הזו.
ומיד נראה את המבנה שלו.
פּירוּבָט.
לפעמים הוא נקרא חומצה פירובית.
זה אותו הדבר.
עקרונית זהו התוצר הסופי של גליקוליזה.
התחלנו בגלוקוז בשלב ההשקעה
וסיימנו בפוספו-גליצר-אלדהיד,
שבעיקרון, פרק את הגלוקוז
והוסיף זרחן בכל צד שלו.
ואז כל אחד מהם עובר
לשלב הרווח
כך שבסוף התהליך מתקבלות שתי מולקולות של פּירוּבָט
מכל מולקולה של גלוקוז שהתחלנו בה.
ואז תשאלו: היי! הרי צריך להיות רווח !
אז מה הוא הרווח הנקי?
ובכן, הרווח הנקי שלנו - קיבלנו לכל... נכתוב את זה
זהו שלב הרווח הנקי.
זהו שלב התשלום = הרווח
אנו מתנצלים על הרקע הלבן.
זה נעשה בגלל שהמכניזם שאנו מראים לכם
מועתק מויקיפדיה ושם היה
רקע לבן ולכן אנו ממשיכים עם הרקע הלבן
גם בסרטון הזה.
זאת למרות שבעצם גם אנחנו
מעדיפים את הרקע השחור.
אבל עכשיו נחזור לשלב הרווח הנקי.
אז כשאנו עוברים מהשלב של פוספו-גליצר-אלדהיד
אל הפּירוּבָט או החומצה הפירובית נוצרים שני דברים.
או אפשר לומר שנוצרים שלושה דברים.
נוצרים מכל אחד מה PGAL
שהופך לפּירוּבָט - שני ATP.
אז אנו מייצרים שני ATP כאן
ועוד שני ATP כאן.
ואז כל אחד מהם יוצר NADH.
נאייר את זה בצבע יותר כהה.
הנה NADH.
וכמובן שהם לא מייצרים את כל המולקולה
בואקום
בעיקרון, מה שהם עושים זה שהם מתחילים
עם החומר הגולמי של +NADH
ועקרונית הם מחזרים
אותו על ידי הוספת מימן.
אתם זוכרים, שלמדנו לפני שני סרטונים
שאפשר להסתכל על חיזור כמו על תוספת מימן.
אז NAD מחוּזָר ל NADH.
ויותר מאוחר,משתמשים ב-NADH האלה
בשרשרת שינוע האלקטרונים כדי ליצור ATP.
טוב, אז הרווח הנקי כאן הוא... ואם נכתוב את התגובה
של מה שאנו מקבלים מהגליקוליזה
אז זה שמתחילים מגלוקוז,
וצריך קצת +NAD.
למעשה, לכל מול של גלוקוז
צריך שני +NADH.
כמו כן צריך שני ATP.
נכתוב את כל המרכיבים שצריך
בשביל להתחיל
ואז צריך גם, בואו נגיד,
שהחברים האלה צריכים להיות ADP לפני שהם הופכים להיות ATP.
אז נכתוב ארבעה +ADP.
ואז, אחרי שבוצעה הגליקוליזה
נכתוב את זה כאן,
נכתוב גם, אופס זה היה ADP.
אז נכתוב שוב את החלק הזה כאן.
ארבעה ADP.
ואז אולי צריך שתי קבוצות זרחן.
כי אנחנו צריכים ארבע קבוצות זרחן.
ועוד ארבע, נקרא להם,.. לפעמים
הם נכתבים ככה.
אבל אול נכתוב אותם כך
ארבע קבוצות זרחן (P).
טוב, אז אחרי שהושלמה תגובת הגליקוליזה
ישנם שני פּירוּבָטים,וכן שני NADH.
ה-NAD חוּזָר לNADH.
הוא הרוויח מימן.
חיזור זה להרוויח = RIG
חימצון זה להפסיד =OIL
חיזור זה להרוויח אלקטרון
אבל במובן ביולוגי, אנו חושבים על
להרוויח מימן.
כי מימן הוא מאוד אלקטרון-שלילי
לכן יש לו אלקטרון שנחטף.
ואנו מרוויחים את האלקטרון הזה.
אם כך, שני NADH ועוד שני ATP מנוצלים
בשלב ההשקעה.
זוהי הסיבה לכך שהם נכתבו קצת בנפרד.
אז שני אלה נוצלו.
אז נשארים לנו שני ADP.
ואז שני החברים האלה, עקרונית
הם הופכים לATP.
לכן יש עוד ארבעה ATP.
אולי לא צריך ארבעה.
צריך רק שני זרחנים נטו.
כי שניים קפצו מכאן.
ואז צריך רק עוד שניים כדי
לקבל את הארבעה שקופצים הנה.
אבל בהסתכלות על התמונה הגדולה
אנחנו מסיימים עם שני פּירוּבָטים.
אנו משתמשים בשני ATP.
ואנו מקבלים ארבעה ATP.
לכן יש שני ATP שנוצרו נטו.
נכתוב את זה מאוד גדול.
הנטו מתגובת הגליקוליזה הוא שני ATP.
מקבלים גם שני NADH שכל אחד מהם יכול אח"כ לשמש
בשרשרת שינוע האלקרטרונים ליצור שלושה ATP.
מקבלים שני NADH ומקבלים שני פּירוּבָטים,
שעומדים להיות מתוכננים מחדש לאצטיל-קו-A
שהוא חומר הגלם למעגל קרֶבּס.
אלה הם התוצרים של גליקוליזה.
עכשיו כאשר לפנינו התמונה הכוללת,
הבה נתבונן במכניזם.
כי זה אפילו עוד יותר מאתגר
כשרואים את זה כאן.
אבל נראה את אותם הרעיונות שזה עתה דיברנו עליהם.
אנו מתחילים עם גלוקוז בדיוק כאן.
זה שרשרת של ששה.
היא במעגל - או בטבעת.
6,5,4,3,2,1 פחמנים.
אפשר לכתוב את זה ככה כדי
לפשט את זה מאוד.
זה קורה בכמה שלבים.
משתמשים בATP כאן.
אז נצייר את זה בצבע.
נצייר בכתום כל פעם שאנו משתמשים בATP.
כאן אנו משתמשים בATP
וגם כאן אנו משתמשי בATP
וכמו שאמרנו לכם יש לנו שם
קצת שונה בשבילם
אבל זה
פוספו-גליצר-אלדהיד. הנה כאן.
הם קוראים לו גליצר-אלדהיד -3-פוספאט (זרחן).
זוהי בדיוק אותה המולקולה..
כמו שאתם רואים, כמו שציירנו אותה קודם
יש בה אחד, שניים שלושה פחמנים כאן.
וכן יש עליה קבוצה של זרחן
הזרחן למעשה קשור אל החמצן
אבל למען הפשטות ציירנו את
קבוצת הזרחן בצורה זו.
והראנו את זה כאן.
זה היה
הפוספו-גליצר-אלדהיד. הנה כאן.
זה למעשה המבנה שלה כאן למעלה.
נדמה לפעמים שכאשר מתבוננים במבנה
קל לפספס את התמונה הגדולה.
ישנן שתיים כאלה.
זאת אומרת שאפשר להתקדם קדימה ואחורה
עם הסוג האחר של האיזומר שלו.
הדבר החשוב הוא שישנם שני
חומרים בעלי קבוצה של 3 פחמנים
הגלוקוז חולק לשניים.
עכשיו אנו מוכנים להכנס לשלב הרווח הנקי.
זכרו שיש לנו את שני התוצרים האלה כאן.
הנה כתוב X2 כאן .
כי הגלוקוז נחלק לשתי
המולקולות האלה.
כל אחת מהמולקולות
תעשה את זה כאן.
לכל אחת מהגליצר-3-זרחן
או ה-PGAL או הפוספו-גליצר-אלדהיד
אפשר להתבונן במכניזם ולומר: טוב, הנה עומד להיות
כאן ADP שישתנה לATP.
כאן יש תוספת של ATP.
ואנו רואים את זה שוב כאן
כשאנו מתקדמים לעבר הפּירוּבָט.
כשאנו מתקדמים לעבר הפּירוּבָט, יש לנו עוד
תוספת של ATP.
כך שכל PGAL או הפוספו-גליצר-אלדהיד
שנוצר, נקבל ממנו שני ATP
בשלב של הרווח הנקי.
היו שניים כאלה, נכון?
לכן בסך הכל מגלוקוז אחד אנו מייצרים
ארבעה ATP בשלב הרווח הנקי.
כך שיש רווח נקי של ארבעה ATP.
בשלב ההשקעה השתמשנו בשני ATP
לכן הנטו הסופי שנוצר ישירות
מהגליקוליזה - הוא שני ATP.
אמנם נוצרו 4 ATP,
אבל היינו צריכים להשקיע שניים מהם בשלב ההשקעה.
ואז, ה-NAD וה-NADH שרואים כאן.
לכל פוספו-גליצר-אלדהיד
או גליצר -אלדהיד-3- זרחן או PGAL או איך שתרצו
לקרוא להם, בשלב זה רואים שאנו
מחזרים +NAD ל-NADH
זה קורה פעם אחת לכל אחד מהם
וברור שיש שניים מהם.
גלוקוז התחלק לשניים מהם.
לכן נוצרו שני NADH .
ויותר מאוחר ישתמשו בהם
בשרשרת שינוע של האלקטרונים כדי לייצר שלושה ATP מכל אחד מהם.
ואז לבסוף, כאשר הכל נעשה ונאמר
אנו נשארים עם פּירוּבָט.
וזה נחמד, לפחות הם עשו את זה גדול ונחמד.
בואו נסתכל איך נראה הפּירוּבָט.
וכמו שהבטחנו אנו מתבוננים על כל
הקשרים של החמצן וכו...
אבל זה מבנה של 3-פחמנים
זה מבנה עם שלד של 3-פחמנים
לכן התוצר הסופי הוא שהפחמן,..
שהגלוקוז נחלק לשניים.
הוא התחמצן.
כמה מהמימנים נחטפו ממנו.
התחלנו עם 12 מימנים בגלוקוז.
ועכשיו הפחמנים שלו קשורים יותר
חזק עם החמצן.
לכן זה חיוני שהאלקטרון נחטף
על ידי החמצן
וכך, בתהליך הזה - הפחמן התחמצן
עדיין יש צורך בחימצון נוסף.
במשך התהליך נוצר רווח נקי של שני ATP.
וכן של שני NADH שיוכלו אח"כ לשמש לייצור נוסף של ATP.
נקווה שתמצאו את זה מועיל.