I denne video kommer du til at lære om glykolysen, som er den første del af respirationen. Du kommer også til at lære lidt om fermentering, eller gæring, som det også kan kaldes. Fermentering er ikke en del af respirationen, men den er også en af de processer, som giver energi til cellen. Jeg vil starte med at fortælle om glykolysen. Ordet glykolyse kommer af glyko, som betyder sukker, og lysis, som betyder at nedbryde.
Glykolysen er altså en proces, hvor sukker bliver nedbrudt. Inde i cellen foregår glykolysen i cytoplasma, det vil sige frit i cellens indre. Hvis vi kigger på, hvad der overordnet sker i glykolysen, så starter vi altså med noget sukker eller glukose, som bliver nedbrudt. Det bliver nedbrudt til et molekyle, der hedder pyruvat. Et glukosemolekyle giver to pyruvatmolekyler.
Hvis vi tænker på det overordnede formål med respirationen, så er det jo at få energi fra vores føde. Og nedbrudningen af sukker i glykolysen giver os energi i form af ATP. ATP'en bliver dannet fra ADP og fri fosfat.
Der bliver også dannet et tredje molekyle i glykolysen, nemlig NADH, som bliver dannet fra NAD+. Jeg vil ikke forklare så meget om NADH i denne video, men det er et molekyle, som bliver vigtigt igen senere i respirationen. Her ser vi altså den overordnede reaktion for glykolysen, som er, at glukose plus ADP og fri fosfat plus NAD+, bliver til 2-pyruvat, ATP og NADH.
Glucose er et 6-karbon molekyle, som ser sådan her ud, hvor hver knæk er et karbonatom. Men det bliver meget forvirrende at holde sør på alle de forskellige atomer, når det begynder at reagere, så jeg vil bare fokusere på karbonskeletet, og derfor tegne de 6 karbonatomer således. Det samme gælder for pyruvat, som egentlig ser sådan her ud, men jeg vil bare tegne de 3 karbonatomer. Inden jeg vil komme ind på, hvad der mere detaljeret sker i glykolysen, vil jeg lige forklare begrebet substratniveaufosforillering.
Når man har en enzymatisk reaktion, altså en reaktion som sker ved hjælp af et enzym, så kalder man det molekyle, som reagerer, for substratet. I glykolysens første reaktion er det f.eks. glukose, som er substratet. ATP bliver dannet ved at en ekstra fosfaggruppe sættes på ATP. ATP bliver altså fosforilleret.
Hvis en ekstra fosfaggruppe kommer direkte fra et substrat, eller hvis substratets reaktion giver energi til ATP-produktionen, så kalder man det substratniveaufosfoliering. Lad os se på glykolysen i lidt flere detaljer. I virkeligheden sker glykolysen i 9 trin, hvor hver trin bliver udført af sit eget enzym. I den her video vil jeg ikke gå ind i alle de individuelle trin, men jeg vil i stedet give et lidt mere overordnet billede af, hvad der sker. Til at starte med får glukose, som er et 6-karbon molekyle, sat 2 fosfatgrupper på.
De fosfaggrupper kommer fra to ATP-molekyler. Det her 6-karbon-molekyl med en fosfaggruppe hver ende, bliver så spaldet til 2-3-karbon-molekyler med hver deres fosfaggruppe. De to molekyler er ikke ens, men de kan frit omdannes til hinanden, så forskellen betyder ikke så meget.
Det her er den første fase af glykolysen. Den bliver kaldt for den energi-investerende fase, fordi der bliver brugt 2-ATP. Der bliver altså investeret noget energi her.
I den næste fase af glykolysen bliver det en af de to 3-karbon molekyler brugt. Det var først sat en ekstra fosfaggruppe på, samtidig med at der blev dannet et NADH-molekyl. Med den ekstra fosfaggruppe har man altså et 3-karbon molekyl med en fosfaggruppe i hver ende.
Gennem fire forskellige reaktioner bliver de to fosfaggrupper fjernet og sat på ATP, som så bliver til ATP. Til sidst har man 3-karbon molekylet pyruvat, som er glykolysens slutprodukt. Fordi der i den her fase bliver dannet ATP, kalder man den for den energigenererende fase. For at få regnskabet til at gå op, skal man huske, at de 6 karbonatom fra glukose bliver splittet op i 2 molekyler, og hele den energigenererende fase sker altså 2 gange.
Der bliver brugt 2 ATP i den energiinvesterende fase, og der bliver dannet 4 ATP i den energigenererende fase. I alt giver glykolysen altså 2 ATP totalt. Sygproduktet for glykolysen er som sagt pyruvat, og efter glykolysen kan der ske et par forskellige ting med pyruvaten. Glykolysen kan både foregå med og uden ild, men hvad der sker bagefter afhænger af, om der er ild til stede.
Hvis der er ild til stede, kan pyruvaten bruges til at drive resten af respirationen ved at indgå i citronsætcyklusen og elektron-transportkæden. Pyruvaten kan også bruges til fermentering, som kan foregå uden ild. Overordnet set er respirationen altså aero- mens fermentering eller gæring er anaerob. I glykolysen bliver der som sagt landet to ATP-molekyler per glukose. Selvom det kun er en meget lille del af respirationens totale ATP-produktion, er det alligevel rigtig smart, at der dannes ATP i glykolysen.
Det giver nemlig cellen den kæmpe fordel, at den stadig kan danne en smule energi, selvom der ikke er så meget ild til stede. Men hvad er det så fermentering skal bruges til? Den NADH, der dannes i glykolysen, bliver ophobet, når der ikke er ild nok til resten af respirationen.
Bliver der ophobet for meget, kan glykolysen ikke længere forløbe. Det problem løser fermenteringen. Under fermenteringen bliver pyruvaten fra glykolysen nemlig omdannet til et produkt, samtidig med at NADH omdannes til NAD+.
Hvilket produkt fermenteringen giver afhænger af hvilken organisme der er tale om. Produkter af en fermentering kan f.eks. være laktat eller mælkesyre. Det er det blandt andet i vores muskelceller og i de mælkesyrebakterier man bruger til at lave yoghurt. Ethanol eller alkohol er et andet eksempel på et produkt af fermentering.
Det bliver blandt andet dannet i de gærceller som vi bruger til at producere bl.a. øl og vin. For at opsummere, så er glykolysen altså det første trin i respirationen.
Glykolysen er nedbrudningen af glukose til pyruvat. Den foregår i cellens cytoplasma. Der er bl.a.
ATP i glykolysen gennem substratniveaufosforlæringen. Glykolysen kan både foregå med eller uden ild, og den kan derfor i kombination med fermenteringen give hurtig energi til cellen under anerobeforhold.