Reakcja pomostowa — przebieg i bilans
Reakcja pomostowa to etap oddychania komórkowego między glikolizą a cyklem Krebsa. Przekształca pirogronian w acetylo-koenzym A w macierzy mitochondrium.
Reakcja pomostowa to etap oddychania komórkowego łączący glikolizę z cyklem Krebsa. Zachodzi w mitochondrium i przekształca pirogronian w acetylo-koenzym A.
Miejsce w oddychaniu komórkowym
- Glikoliza — w cytoplazmie, glukoza rozkłada się do pirogronianu
- Reakcja pomostowa — w macierzy mitochondrialnej
- Cykl Krebsa — w macierzy mitochondrialnej
- Łańcuch oddechowy — na błonie wewnętrznej mitochondrium
Nazwa bierze się stąd, że etap ten stanowi pomost między procesem zachodzącym w cytoplazmie a tym w mitochondrium.
Co się dzieje
Pirogronian traci cząsteczkę dwutlenku węgla, a pozostała część łączy się z koenzymem A. Powstaje acetylo-koenzym A, czyli związek wprowadzany do cyklu Krebsa.
Przy okazji redukowany jest NAD do NADH, który później zasili łańcuch oddechowy. Reakcja pomostowa nie wytwarza bezpośrednio ATP — jej rolą jest przygotowanie substratu i dostarczenie przenośnika elektronów.
Bilans
- Z jednej cząsteczki glukozy powstają dwa pirogroniany
- Reakcja pomostowa zachodzi więc dwukrotnie
- Powstają 2 cząsteczki acetylo-koenzymu A
- Uwalniają się 2 cząsteczki dwutlenku węgla
- Redukowane są 2 cząsteczki NAD
Podwojenie wyników to najczęstszy punkt pomyłek w zadaniach bilansowych — łatwo policzyć etap raz, zapominając, że glikoliza dostarcza dwa pirogroniany.
Dlaczego proces wymaga tlenu
Reakcja pomostowa i cykl Krebsa zachodzą tylko przy dostępie tlenu, choć sam tlen nie bierze w nich bezpośredniego udziału. Jest zużywany dopiero w łańcuchu oddechowym, jako końcowy odbiorca elektronów.
Bez niego łańcuch przestaje działać, gromadzi się NADH, a brak wolnego NAD zatrzymuje wcześniejsze etapy. Komórka przechodzi wtedy na fermentację, która regeneruje NAD, ale daje wielokrotnie mniej energii.
Znaczenie dla bilansu energetycznego
Choć reakcja pomostowa nie wytwarza ATP bezpośrednio, dostarczone przez nią cząsteczki NADH przekładają się później na energię w łańcuchu oddechowym. Przyjmuje się, że jedna cząsteczka NADH odpowiada mniej więcej dwóm i pół cząsteczkom ATP.
Dwie cząsteczki NADH z reakcji pomostowej dają zatem około pięciu ATP z całkowitego zysku wynoszącego około trzydziestu na jedną glukozę. Wartości te bywają w podręcznikach nieco różne, bo zależą od przyjętego sposobu liczenia transportu przez błonę mitochondrialną.
Dekarboksylacja oksydacyjna
To druga nazwa tego samego procesu, spotykana w podręcznikach na poziomie rozszerzonym. Składa się z dwóch członów opisujących, co się dzieje: odłączenia dwutlenku węgla oraz utlenienia pozostałej części cząsteczki.
Warto znać obie nazwy, bo polecenia egzaminacyjne posługują się nimi zamiennie. Reakcję katalizuje kompleks enzymatyczny nazywany dehydrogenazą pirogronianową — jeden z większych zespołów enzymatycznych w komórce.