La glicolisi

Di Pierluigi De Pascalis

Analisi delle tappe che costituiscono il processo glicolitico di estrazione energetica ed impiego del piruvato.

La glicolisi è un processo in nove tappe che avviene in modalità anaerobica all'interno dell'ambiente citoplasmatico dove, partendo dal glucosio, si ottengono 2 molecole di piruvato.
L'avvio al processo glicolitico viene dato dalla fosforilazione del glucosio (C6H12O6), ossia dal distacco del fosfato terminale da una molecola di ATP, e dal suo successivo legame con la molecola di glucosio, per l'esattezza il legame avviene con il carbonio in posizione 6.
La fosforilazione del glucosio porta quindi alla formazione di glucosio 6-fosfato.

Nella seconda tappa vi è una riorganizzazione molecolare e, dal glucosio 6-fosfato si passa al fruttosio 6-fosfato.

A questo punto vi è una nuova fosforilazione, partendo da un'altra molecola di ATP, si procede al distacco del fosfato terminale ed al suo legame con il carbonio 1 del fruttosio 6-fosfato, che pertanto diviene fruttosio 1,6-bisfosfato.

La quarta tappa comporta prima la scissione del fruttosio 1,6 bisfosfato in 2 molecole, una di gliceraldeide fosfato ed una di diidrossiacetone fosfato, quindi la conversione di quest'ultimo in gliceraldeide fosfato (GAP). Il risultato sono 2 molecole di gliceraldeide fosfato.
La quinta tappa prevede, per ciascuna delle 2 molecole di GAP, il rilascio di un protone (ione idrogeno) nel citoplasma e di un ulteriore protone e 2 elettroni al NAD+ (nicotinammide adenina dinucleotide) che funge da trasportatore. Il NAD+ diviene quindi NADH con rilascio energetico. Intanto un gruppo fosfato si lega al carbonio 3 del GAP, ne conseguono 2 molecole di 1,3-bisfosfoglicerato. La quinta tappa è conclusa.

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La tappa successiva prevede il distacco del gruppo fosfato precedentemente legato, che va ad unirsi a 2 molecole di ADP, ottenendo la loro riconversione in ATP, e trasformando le due molecole di 1-3-bisfosfoglicerato in 2 molecole di 3-fosfoglicerato.

Nella settima tappa il fosfato si sposta dal carbonio 3 al carbonio in posizione 2, ne derivano 2 molecole di 2-fosfoglicerato

L'ottava tappa elimina una molecola di H2O dal 2-fosfoglicerato che diviene fosfoenolpiruvato.

Nell'ultima fase, il fosfato rimasto viene infine ceduto da entrambe le molecole di fosfoenolpiruvato, convertendo 2 molecole di ADP in 2 di ATP, e portando il fosfoenolpiruvato a piruvato.

Lungo le varie tappe analizzate sono state impiegate 2 molecole di ATP per i processi glicolitici (tappa 1 e 3), e si è ottenuto il ripristino di 4 molecole di ATP.
Il risultato finale netto di un impiego (degradazione) anaerobico del glucosio è stato di 2 molecole di ATP e 2 di piruvato.
Oltre il 98% dell'energia contenuta nella molecola di glucosio è rimasta nelle 2 molecole di piruvato. E solo la restante parte (quella trasferita all'ATP) potrà essere impiegata dall'organismo.

A questo punto, in presenza di ossigeno, il piruvato è trasportato nei mitocondri, dove si inserisce nel processo energetico meglio noto come ciclo di Krebs. In alternativa l'organismo procede a recuperare le molecole trasportatrici NAD+, da utilizzare in ulteriori processi glicolitici. Per il recupero del NAD+ (che nella tappa 5 si era legato a 2 elettroni ed un protone divenendo NADH), occorrerà che i 2 NADH cedano il protone e gli elettroni al piruvato, che diverrà acido lattico.

Bibliografia

  1. Biologia umana
    Donald J. Farish
  2. Biologia umana
    AA.VV.
  3. Biologia: la cellula
    AA.VV.
  4. Tutto biologia
    Mansi Marina; Venturi Bianca; Ughi Ettore

Voci glossario

ATP Fruttosio Glicolisi Glucosio