Glycolysis Questions in Gujarati

(C) $EMP$ પથ એટલે એમ્બ્ડેન-મેયરહોફ-પાર્નાસ $(Embden-Meyerhof-Parnas)$ પથ.
તે $Glycolysis$ (ગ્લાયકોલિસિસ) નું વૈકલ્પિક નામ છે,જે ગ્લુકોઝના અણુનું પાયરુવેટના બે અણુઓમાં વિઘટન કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તે જારક તેમજ અજારક શ્વસન બંનેમાં જોવા મળે છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસની શરૂઆત ગ્લુકોઝના ફોસ્ફોરાયલેશનથી થાય છે,જેનાથી ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટ બને છે.
આ પ્રક્રિયા હેક્સોકાઈનેઝ અથવા ગ્લુકોકાઈનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
આ તબક્કામાં,ફોસ્ફેટ જૂથ પૂરો પાડવા માટે $ATP$ નો એક અણુ વપરાય છે.
તેથી,ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટ એ ગ્લાયકોલિસિસના ફોસ્ફોરાયલેશન તબક્કામાં બનતી પ્રથમ નીપજ છે.

(D) ગ્લાયકોલિસિસમાં પ્રક્રિયાઓનો સાચો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રથમ,$1,6$-ફ્રુક્ટોઝ બાયફોસ્ફેટનું ડાયહાઈડ્રોક્સી એસિટોન ફોસ્ફેટ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડમાં વિભાજન થાય છે (પગલું $d$).
$2$. ત્યારબાદ,$3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડનું ઓક્સિડેશન થઈને $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ બને છે (પગલું $a$).
$3$. ત્યારબાદ,$1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડનું રૂપાંતર $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડમાં થાય છે (પગલું $c$).
$4$. અંતે,$3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડનું રૂપાંતર $2$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં થાય છે (પગલું $b$).
આમ,સાચો ક્રમ $d, a, c, b$ છે.

(A) ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં આંશિક ઓક્સિડેશન છે.
તે ઉત્સેચક-ઉદ્દીપિત પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે જે કોષના કોષરસમાં $10$ તબક્કાઓમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જારક અને અજારક બંને પ્રકારના શ્વસનમાં સામાન્ય છે.
તેથી,સાચું વર્ણન એ છે કે તે ગ્લુકોઝમાંથી પાયરુવિક એસિડના સંશ્લેષણ માટેના $10$ તબક્કાઓનો માર્ગ છે.

(B) $Dihydroxyacetone$ $phosphate$ $(DHAP)$ એ ગ્લાયકોલિસિસ અને કેલ્વિન ચક્રમાં સામેલ એક ફોસ્ફોરાયલેટેડ શર્કરાનું મધ્યવર્તી સંયોજન છે.
તેના પર ઋણ વીજભારિત ફોસ્ફેટ સમૂહ હોવાને કારણે,તે અત્યંત ધ્રુવીય અને જલરાગી (hydrophilic) હોય છે.
જૈવિક પટલ લિપિડના દ્વિસ્તરનું બનેલું હોય છે,જેનો અંદરનો ભાગ જલવિરાગી (hydrophobic) હોય છે.
$DHAP$ જેવા વીજભારિત અથવા અત્યંત ધ્રુવીય અણુઓ કોષરસસ્તરના લિપિડ દ્વિસ્તરમાંથી મુક્તપણે પ્રસરણ પામી શકતા નથી.
તેથી,$DHAP$ ચોક્કસ વાહક પ્રોટીન વગર કોષરસસ્તરમાંથી પસાર થઈ શકતું નથી.

(B) ગ્લાયકોલિસીસ એ ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં થતું અપૂર્ણ ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તેમાં ઓક્સિજનની જરૂર પડતી નથી.
તેમાં દસ ઉત્સેચક-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે જે ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુને પાયરુવેટ $(CH_3COCOOH)$ ના બે અણુઓમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

(B) $EMP$ પથ,જેને ગ્લાયકોલિસિસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં ગ્લુકોઝના એક અણુનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં વિઘટન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $4$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે અને પ્રારંભિક તબક્કામાં $2$ $ATP$ અણુઓ વપરાય છે.
વધુમાં,$2$ $NADH + H^+$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
જારક શ્વસનમાં,દરેક $NADH$ અણુ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા $3$ $ATP$ આપે છે (મોટાભાગના સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં),જે કુલ $6$ $ATP$ માં ફાળો આપે છે.
આમ,ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન કુલ ઉર્જા પ્રાપ્તિ ($2$ $ATP$ ચોખ્ખા + $2$ $NADH$ માંથી $6$ $ATP$) $8$ $ATP$ થાય છે.

(B) ગ્લાયકોલિસીસ એ ગ્લુકોઝના અણુનું પાયરુવિક ઍસિડના બે અણુઓમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયા છે।
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તેમાં ઓક્સિજનની જરૂર પડતી નથી।
સમગ્ર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Glucose + 2NAD^+ + 2ADP + 2Pi \rightarrow 2 \text{Pyruvic acid} + 2NADH + 2H^+ + 2ATP$.
તેથી, ગ્લાયકોલિસીસની અંતિમ નીપજ પાયરુવિક ઍસિડ છે।

(B) ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયાને ગ્લાયકોલિસીસ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તે જારક તેમજ અજારક બંને પ્રકારના સજીવોમાં કોષીય શ્વસનનો પ્રથમ તબક્કો છે.
આ પ્રક્રિયા માટે ઓક્સિજનની જરૂર હોતી નથી અને તે તમામ જીવંત કોષોમાં સામાન્ય છે.

(C) ગ્લાયકોલિસીસની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ $-3-$ ફૉસ્ફેટનું $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં ઑક્સિડેશન ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ $-3-$ ફૉસ્ફેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$NAD^+$ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર (ઑક્સિડેશનકર્તા) તરીકે કાર્ય કરે છે,જેનું રિડક્શન થઈને $NADH + H^+$ બને છે.
તેથી,આ ઑક્સિડેશનના તબક્કે $NAD^+$ એ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર અણુ છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા ગ્લુકોઝના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બનાવવા સાથે શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં $ATP$ નો એક અણુ વપરાય છે અને તે $Hexokinase$ (અથવા લીવરમાં $Glucokinase$) ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
આ ગ્લાયકોલિસિસ પથનું પ્રથમ અપરિવર્તનીય પગલું છે,જે ગ્લુકોઝને કોષની અંદર જકડી રાખે છે.

(D) ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ગ્લુકોઝનો એક અણુ $(C_6H_{12}O_6)$ દસ ઉત્સેચક-ઉદ્દીપિત પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા આંશિક ઓક્સિડેશન પામીને પાયરુવિક એસિડ $(CH_3COCOOH)$ ના $2$ અણુઓ બનાવે છે.

(C) પાયરુવેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક ગ્લાયકોલિસિસના ત્રીજા અને અંતિમ અપરિવર્તનીય પગલાનું ઉદ્દીપન કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$Phosphoenolpyruvate$ $(PEP)$ નું રૂપાંતર $ATP$ ના ઉત્પાદન સાથે $Pyruvic \ acid$ માં થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Phosphoenolpyruvate + ADP \xrightarrow{Pyruvate \ kinase, Mg^{2+}, K^+} Pyruvic \ acid + ATP$

(C) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયામાં, ગ્લુકોઝનું રૂપાંતર ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટમાં થાય છે।
ત્યારબાદ, ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટનું આઇસોમેરાઇઝેશન થઈને ફ્રુક્ટોઝ$-6-$ફોસ્ફેટ $(P)$ બને છે।
ફ્રુક્ટોઝ$-6-$ફોસ્ફેટનું ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને ફ્રુક્ટોઝ$-1,6-$બિસફોસ્ફેટ $(Q)$ બને છે।
ફ્રુક્ટોઝ$-1,6-$બિસફોસ્ફેટ બે ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટમાં વિભાજિત થાય છે, જેમાંથી એક $3-$ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ $(R)$ છે।
$3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઇડનું ઓક્સિડેશન થઈને $1,3-$બિસફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ $(S)$ બને છે।
તેથી, સાચો ક્રમ $P = \text{Fructose-6-phosphate}$, $Q = \text{Fructose-1,6-bisphosphate}$, $R = 3\text{-phosphoglyceraldehyde}$, અને $S = 1,3\text{-bisphosphoglyceric acid}$ છે।

(A) વિધાન $(i)$ સાચું છે: ગ્લાયકોલિસિસમાં દસ ઉત્સેચકીય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે જે ગ્લુકોઝ $(6C)$ ના એક અણુને પાયરુવેટ $(3C)$ ના બે અણુઓમાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેમાં $2\, ATP$ નો ચોખ્ખો લાભ થાય છે.
વિધાન $(ii)$ ખોટું છે: ગ્લુકોઝ પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બનાવવા માટે આંશિક ઓક્સિડેશન પામે છે,એક નહીં.
વિધાન $(iii)$ ખોટું છે: ગ્લુકોઝનું ફોસ્ફોરાયલેશન હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે,ફોસ્ફોફ્રુક્ટોકાઈનેઝ દ્વારા નહીં.
વિધાન $(iv)$ સાચું છે: $EMP$ પથ એમ્બડેન,મેયરહોફ અને પારનાસના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યો છે.
વિધાન $(v)$ સાચું છે: ગ્લુકોઝનું ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં અને ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર કરતી વખતે $ATP$ વપરાય છે.
તેથી,વિધાનો $(i), (iv),$ અને $(v)$ સાચા છે.

(A) ગ્લાયકોલિસિસ કોષરસમાં થાય છે કારણ કે આ ચયાપચયના માર્ગ માટે જરૂરી તમામ ઉત્સેચકો ત્યાં હાજર હોય છે.
આ પ્રક્રિયા જારક અને અજારક શ્વસન બંનેમાં સામાન્ય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ગ્લુકોઝનો એક અણુ આંશિક રીતે ઓક્સિડેશન પામીને પાયરુવિક એસિડના $2$ અણુઓ બનાવે છે.

(N/A) ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં આંશિક ઓક્સિડેશન છે. આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તેમાં નીચેના તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ગ્લુકોઝ $(6C)$ નું $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
$2$. ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં આઇસોમરાઇઝેશન થાય છે.
$3$. ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું બીજા $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
$4$. ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટ બે $3C$ અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે: ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ-$3$-ફોસ્ફેટ $(GAP)$ અને ડાયહાઇડ્રોક્સી એસિટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$,જે એકબીજામાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.
$5$. $GAP$ નું ઓક્સિડેશન અને ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ બને છે,જેમાં $NADH + H^+$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$6$. $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડનું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે,જે $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$7$. $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડનું $2$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
$8$. $2$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટનું નિર્જલીકરણ થઈને ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ બને છે અને $H_2O$ મુક્ત થાય છે.
$9$. $PEP$ નું પાયરુવિક એસિડ $(3C)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જે વધુ એક $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) શ્વસનનો પ્રથમ તબક્કો ગ્લાયકોલિસિસ તરીકે ઓળખાય છે.
વ્યાખ્યા: ગ્લાયકોલિસિસ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ગ્લુકોઝના એક અણુનું વિઘટન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બને છે.
ઉદભવ: 'ગ્લાયકોલિસિસ' શબ્દ ગ્રીક શબ્દો 'ગ્લાયકોસ' (શર્કરા) અને 'લાઇસિસ' (વિઘટન) પરથી ઉતરી આવ્યો છે.
ઇતિહાસ: ગ્લાયકોલિસિસની યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટ્ટો મેયરહોફ અને જે. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તેથી તેને $EMP$ પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સ્થાન અને પ્રક્રિયા: ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં ગ્લુકોઝનું આંશિક ઓક્સિડેશન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બને છે. વનસ્પતિઓમાં,ગ્લુકોઝ સુક્રોઝ (પ્રકાશસંશ્લેષણની અંતિમ નીપજ) અથવા સંગ્રહિત કાર્બોદિતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
મુખ્ય તબક્કાઓ:
$1$. ફોસ્ફોરાયલેશન: હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચકની મદદથી $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝનું $Glucose-6-phosphate$ માં રૂપાંતર થાય છે.
$Glucose + ATP \xrightarrow{\text{Hexokinase}} Glucose-6-Phosphate$
$2$. આઈસોમેરાઈઝેશન: $Glucose-6-phosphate$ નું $Fructose-6-phosphate$ માં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. બીજું ફોસ્ફોરાયલેશન: $ATP$ ની હાજરીમાં $Fructose-6-phosphate$ નું $Fructose-1,6-bisphosphate$ માં રૂપાંતર થાય છે.
$4$. વિભાજન: $Fructose-1,6-bisphosphate$ નું વિભાજન થઈને બે ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટ બને છે: $Dihydroxyacetone$ $phosphate$ $(DHAP)$ અને $3-phosphoglyceraldehyde$ $(PGAL)$.
$5$. આગળના તબક્કાઓ: દસ ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા,આ ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટ અંતે પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જેમાં $NADH + H^+$ અને $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) વ્યાખ્યા: ગ્લાયકોલિસિસ એ શ્વસનનો એવો તબક્કો છે જેમાં ગ્લુકોઝના એક અણુનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં વિઘટન થાય છે.
ઉદભવ: 'ગ્લાયકોલિસિસ' શબ્દ ગ્રીક શબ્દો 'ગ્લાયકોસ' (શર્કરા) અને 'લાઇસિસ' (વિભાજન) પરથી ઉતરી આવ્યો છે.
ગ્લાયકોલિસિસની યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટ્ટો મેયરહોફ અને જે. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,જેને $EMP$ પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
અજારક સજીવોમાં માત્ર ગ્લાયકોલિસિસ થાય છે. ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે,જ્યાં ગ્લુકોઝનું આંશિક ઓક્સિડેશન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બને છે. વનસ્પતિઓમાં,આ ગ્લુકોઝ સુક્રોઝ (પ્રકાશસંશ્લેષણની અંતિમ નીપજ) અથવા સંગ્રહિત કાર્બોદિતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ બંને હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચકની મદદથી ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ગ્લુકોઝ + $ATP$ $\xrightarrow{\text{Hexokinase}}$ ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ
આ ફોસ્ફોરાયલેટેડ ગ્લુકોઝ ત્યારબાદ ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં ફેરવાય છે.
ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ $\longrightarrow$ ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ
ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝના ચયાપચયના પછીના તબક્કા સમાન હોય છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં દસ પ્રતિક્રિયાઓની સાંકળ હોય છે,જે વિવિધ ઉત્સેચકો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે,જેથી ગ્લુકોઝમાંથી પાયરુવેટ બને છે.
ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ $ATP$ ની હાજરીમાં ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$ATP$ બે તબક્કે વપરાય છે: પ્રથમ,ગ્લુકોઝમાંથી ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બનતી વખતે,અને બીજું,ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાંથી ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટ બનતી વખતે.
ત્યારબાદ ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટનું ડાયહાઈડ્રોક્સી એસિટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $(PGAL)$ માં વિભાજન થાય છે.
ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટ $\longrightarrow$ $DHAP$ $(3C)$ + $PGAL$ $(3C)$
એક તબક્કે,જ્યારે $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડનું $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(BPGA)$ માં રૂપાંતર થાય છે,ત્યારે $NAD^+$ માંથી $NADH + H^+$ બને છે.
$3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $\longrightarrow$ $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ + $NADH + H^+$
$PGAL$ માંથી બે રેડોક્સ-સમતુલ્ય દૂર થાય છે અને $NAD^+$ ના અણુમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$PGAL$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ સાથે જોડાઈને $BPGA$ બનાવે છે.
$BPGA$ નું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ $(PGA)$ માં રૂપાંતર એ ઉર્જા મુક્ત કરતી પ્રક્રિયા છે,જ્યાં $ATP$ ના નિર્માણ દ્વારા ઉર્જા સંગ્રહિત થાય છે.
ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ નું પાયરુવિક એસિડમાં રૂપાંતર થતી વખતે બીજો $ATP$ સંશ્લેષિત થાય છે.
પાયરુવિક એસિડ એ ગ્લાયકોલિસિસની મુખ્ય નીપજ છે. તેની ચયાપચયની નિયતિ કોષની જરૂરિયાત પર આધાર રાખે છે. પાયરુવિક એસિડના નિકાલ માટે ત્રણ મુખ્ય માર્ગો છે:
$(1)$ લેક્ટિક એસિડ આથવણ
$(2)$ આલ્કોહોલિક આથવણ
$(3)$ જારક શ્વસન
ઘણા પ્રોકેરિયોટ્સ અને એકકોષીય યુકેરિયોટ્સમાં અજારક પરિસ્થિતિમાં આથવણ થાય છે. ગ્લુકોઝના $CO_2$ અને $H_2O$ માં સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન માટે,સજીવો ક્રેબ્સ ચક્ર (જારક શ્વસન) અપનાવે છે,જેના માટે $O_2$ ની જરૂર પડે છે.

(N/A) $EMP$ પથ,જેને સામાન્ય રીતે ગ્લાયકોલિસિસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે ગ્લુકોઝના એક અણુનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે.
$EMP$ પથના મુખ્ય તબક્કાઓ:
$1$. ફોસ્ફોરાયલેશન: હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ગ્લુકોઝનું ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં એક $ATP$ વપરાય છે.
$2$. આઈસોમેરાઈઝેશન: ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. બીજું ફોસ્ફોરાયલેશન: ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં વધુ એક $ATP$ વપરાય છે.
$4$. વિભાજન: ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટ બે $3$-કાર્બન અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે: ડાયહાઈડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ ($PGAL$ અથવા $G3P$).
$5$. ઓક્સિડેશન અને ફોસ્ફોરાયલેશન: $PGAL$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(BPGA)$ બને છે,જેમાં $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે.
$6$. $ATP$ નિર્માણ: $BPGA$ નું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ $(PGA)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$7$. અંતિમ તબક્કાઓ: શ્રેણીબદ્ધ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા,$PGA$ નું ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ માં અને અંતે પાયરુવિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં વધુ $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.
ગ્લુકોઝના એક અણુ દીઠ ચોખ્ખું ઉત્પાદન: $2$ પાયરુવિક એસિડ,$2$ $ATP$ (ચોખ્ખા),અને $2$ $NADH + H^+$.

(N/A) વ્યાખ્યા: ગ્લાયકોલિસિસ એ ચયાપચયનો એવો માર્ગ છે જે ગ્લુકોઝના એક અણુમાંથી પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બનવા સુધીના તબક્કાનું વર્ણન કરે છે.
ઉદભવ: 'ગ્લાયકોલિસિસ' શબ્દ ગ્રીક શબ્દો 'ગ્લાયકોસ' (શર્કરા) અને 'લાઇસિસ' (વિભાજન) પરથી આવ્યો છે.
ગ્લાયકોલિસિસની યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટ્ટો મેયરહોફ અને જે. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તેથી તેને $EMP$ પથ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
અજારક સજીવોમાં માત્ર ગ્લાયકોલિસિસ થાય છે. ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે,જ્યાં ગ્લુકોઝનું આંશિક ઓક્સિડેશન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બને છે.
વનસ્પતિઓમાં,ગ્લુકોઝ સુક્રોઝમાંથી મેળવવામાં આવે છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની અંતિમ નીપજ છે અથવા સંગ્રહિત કાર્બોદિતોમાંથી મળે છે. ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ બંને સરળતાથી ગ્લાયકોલિસિસના પથમાં પ્રવેશે છે.
હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચકની મદદથી ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝનું ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બને છે.
ગ્લુકોઝ $+$ $ATP$ $\xrightarrow{\text{Hexokinase}}$ ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ
આ ફોસ્ફોરાયલેટેડ ગ્લુકોઝનું આઈસોમરાઈઝેશન થઈને ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બને છે.
ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ $\rightleftharpoons$ ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ
ત્યારબાદ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝના ચયાપચયના પગલાં સમાન હોય છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં દસ ઉત્સેચક-નિયંત્રિત પ્રતિક્રિયાઓની સાંકળ દ્વારા ગ્લુકોઝમાંથી પાયરુવેટ બને છે.
$ATP$ ની હાજરીમાં ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું રૂપાંતર ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટમાં થાય છે.
$ATP$ નો ઉપયોગ બે તબક્કે થાય છે: પ્રથમ,ગ્લુકોઝમાંથી ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બનતી વખતે,અને બીજું,ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાંથી ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટ બનતી વખતે.
ત્યારબાદ ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટનું વિભાજન ડાયહાઈડ્રોક્સીએસીટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $(PGAL)$ માં થાય છે.
ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટ $\rightleftharpoons$ $DHAP$ $(3C)$ $+$ $PGAL$ $(3C)$
એક તબક્કે,જ્યારે $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડનું રૂપાંતર $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(BPGA)$ માં થાય છે,ત્યારે $NAD^+$ નું રિડક્શન થઈને $NADH + H^+$ બને છે.
$3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $+$ $NAD^+$ $+$ $Pi$ $\longrightarrow$ $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ $+$ $NADH + H^+$
$PGAL$ માંથી બે રિડોક્સ-સમકક્ષ દૂર થાય છે અને $NAD^+$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે. $PGAL$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ સાથે જોડાઈને $BPGA$ બનાવે છે.
$BPGA$ નું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ $(PGA)$ માં રૂપાંતર એ ઉર્જા આપતી પ્રક્રિયા છે,જેમાં $ATP$ ના નિર્માણ દ્વારા ઉર્જા સંગ્રહિત થાય છે.
ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ માંથી પાયરુવિક એસિડ બનતી વખતે વધુ એક $ATP$ સંશ્લેષિત થાય છે.
પાયરુવિક એસિડ એ ગ્લાયકોલિસિસની મુખ્ય નીપજ છે. તેનું ચયાપચય કોષની જરૂરિયાત પર આધાર રાખે છે,જે સામાન્ય રીતે ત્રણ માર્ગોમાંથી એકને અનુસરે છે: $(1)$ લેક્ટિક એસિડ આથવણ,$(2)$ આલ્કોહોલિક આથવણ,અથવા $(3)$ જારક શ્વસન.

(N/A) આ સમીકરણ ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,જે ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડમાં વિઘટન છે.
વ્યાખ્યા: ગ્લાયકોલિસિસ એ ચયાપચયનો માર્ગ છે જે ગ્લુકોઝના એક અણુ $(6C)$ ને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ $(3C)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
ઉદભવ: 'ગ્લાયકોલિસિસ' શબ્દ ગ્રીક શબ્દો 'ગ્લાયકોસ' (શર્કરા) અને 'લાઇસિસ' (વિભાજન) પરથી આવ્યો છે.
ઇતિહાસ: ગ્લાયકોલિસિસની યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટ્ટો મેયરહોફ અને જે. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,અને તેને સામાન્ય રીતે $EMP$ પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાની વિગતો:
$1$. ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તે જારક અને અજારક બંને શ્વસનમાં સામાન્ય છે.
$2$. વનસ્પતિઓમાં,ગ્લુકોઝ સુક્રોઝ (પ્રકાશસંશ્લેષણની અંતિમ નીપજ) અથવા સંગ્રહિત કાર્બોદિતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
$3$. ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બનાવવા માટે ફોસ્ફોરાયલેટેડ થાય છે,જેમાં એક $ATP$ વપરાય છે.
$4$. ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં આઈસોમરાઈઝ થાય છે.
$5$. ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જેમાં બીજો $ATP$ વપરાય છે.
$6$. ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટ બે ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટમાં વિભાજિત થાય છે: ડાયહાઈડ્રોક્સીએસીટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $(PGAL)$.
$7$. $PGAL$ નું $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(BPGA)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,જે $NAD^+$ માંથી $NADH + H^+$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$8$. $BPGA$ નું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ $(PGA)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જે સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$9$. અંતે,ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ પાયરુવિક એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જે બીજો $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ચોખ્ખો લાભ: ગ્લાયકોલિસિસમાં ગ્લુકોઝના પ્રતિ અણુ દીઠ $2ATP$ અને $2NADH + 2H^+$ નો ચોખ્ખો લાભ થાય છે.

(N/A) $PEP$ નું નિર્માણ ગ્લાયકોલિસિસના અંતિમ તબક્કા દરમિયાન થાય છે.
$1$. $2$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટ ($2$-$PGA$) નું રૂપાંતર એનોલેઝ ઉત્સેચકની મદદથી ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ માં થાય છે.
$2$. આ પ્રક્રિયામાં પાણીના અણુ $(H_2O)$ નો દૂર થવાનો સમાવેશ થાય છે,જેને નિર્જલીકરણ (dehydration) પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$3$. ત્યારબાદ,પાયરુવેટ કાઈનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા $PEP$ નું રૂપાંતર પાયરુવિક એસિડમાં થાય છે,જે સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$4$. પાયરુવિક એસિડ એ ગ્લાયકોલિસિસની મુખ્ય નીપજ છે. તેનું ચયાપચયિક ભાવિ કોષની જરૂરિયાતો પર આધાર રાખે છે,જે ત્રણ મુખ્ય માર્ગો તરફ દોરી જાય છે: $(i)$ લેક્ટિક એસિડ આથવણ,$(ii)$ આલ્કોહોલિક આથવણ,અથવા $(iii)$ જારક શ્વસન.

(N/A) ગ્લાયકોલિસિસ એ $Glucose$ $(6C)$ ના એક અણુનું બે $Pyruvic$ $acid$ $(3C)$ ના અણુઓમાં વિઘટન કરવાની પ્રક્રિયા છે. તેના તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને $Glucose$ નું $Glucose-6-phosphate$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
$2$. $Glucose-6-phosphate$ નું $Fructose-6-phosphate$ માં રૂપાંતરણ થાય છે.
$3$. $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને $Fructose-6-phosphate$ નું $Fructose-1,6-bisphosphate$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
$4$. $Fructose-1,6-bisphosphate$ બે $3C$ અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે: $Glyceraldehyde-3-phosphate$ $(PGAL)$ અને $Dihydroxyacetone$ $phosphate$ $(DHAP)$,જે એકબીજામાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.
$5$. $PGAL$ નું ઓક્સિડેશન અને ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને $1,3-bisphosphoglyceric$ $acid$ $(BPGA)$ બને છે,જેમાં $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે.
$6$. $BPGA$ નું $3-phosphoglyceric$ $acid$ $(PGA)$ માં રૂપાંતરણ થાય છે,જેમાં $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$7$. $3-phosphoglyceric$ $acid$ નું $2-phosphoglyceric$ $acid$ માં રૂપાંતરણ થાય છે.
$8$. $2-phosphoglyceric$ $acid$ માંથી પાણીનો અણુ દૂર થઈને $Phosphoenolpyruvate$ $(PEP)$ બને છે.
$9$. $PEP$ નું $Pyruvic$ $acid$ માં રૂપાંતરણ થાય છે,જેમાં $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) $(1)$ $DHAP$ એટલે ડાયહાઈડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટ $(Dihydroxyacetone phosphate)$. તે ગ્લાયકોલિસિસ અને કેલ્વિન ચક્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ મધ્યવર્તી સંયોજન છે.
$(2)$ $Co-A$ એટલે કો-એન્ઝાઇમ $A$ $(Coenzyme A)$. તે કોષીય ચયાપચયમાં, ખાસ કરીને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર અને ફેટી એસિડના ઓક્સિડેશનમાં એક આવશ્યક સહઉત્સેચક છે.

(N/A) $(1)$ $BPGA$ એટલે $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરીક એસિડ ($1,3$-Bisphosphoglyceric acid).
$(2)$ $PGA$ એટલે $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરીક એસિડ ($3$-Phosphoglyceric acid).

(N/A) $(1)$ $PEP$ એટલે Phosphoenol Pyruvate,જે ગ્લાયકોલિસિસમાં એક મહત્વપૂર્ણ મધ્યવર્તી સંયોજન છે.
$(2)$ $TPP$ એટલે Thiamine Pyrophosphate,જે વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓમાં સહઉત્સેચક (coenzyme) તરીકે કાર્ય કરે છે,જેમાં પાયરુવેટનું ડિકાર્બોક્સિલેશન પણ સામેલ છે.

(N/A) $(1)$ $ATPase$: એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટેઝ (Adenosine Triphosphatase).
$(2)$ $EMP$: એમ્બ્ડેન-મેયરહોફ-પાર્નાસ (Embden-Meyerhof-Parnas) પથ.

(A) $(1)$ સૂત્ર $CH_3CH(OH)COOH$ એ લેક્ટિક એસિડ દર્શાવે છે,જે સ્નાયુ કોષોમાં અજારક શ્વસન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો $3$-કાર્બન ધરાવતો હાઇડ્રોક્સી એસિડ છે.
$(2)$ સૂત્ર $CH_3COCOOH$ એ પાયરુવિક એસિડ દર્શાવે છે,જે $3$-કાર્બન ધરાવતો કીટો એસિડ છે અને ગ્લાયકોલિસિસની અંતિમ નીપજ છે.

(N/A) શ્વસન એ એક અપચય (catabolic) પ્રક્રિયા છે જે તબક્કાવાર રીતે થાય છે.
જોકે શ્વસનનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય $ATP$ સ્વરૂપે ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવાનો છે,પરંતુ શરૂઆતમાં કેટલાક સબસ્ટ્રેટને સક્રિય કરવા માટે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,ગ્લાયકોલિસિસના પ્રારંભિક તબક્કામાં,ગ્લુકોઝનું ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં અને ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર કરવા માટે $ATP$ વપરાય છે.
$ATP$ નું આ રોકાણ ગ્લુકોઝના અણુને અસ્થિર બનાવવા માટે જરૂરી છે,જેથી તે આગળના વિઘટન માટે સક્રિય બની શકે.
જ્યારે $ATP$ ના એક અણુનું જળવિભાજન થાય છે,ત્યારે તે $ADP + Pi$ સાથે આશરે $7.3 \ kcal$ ઉર્જા મુક્ત કરે છે.
આમ,આ પ્રક્રિયામાં ઉર્જાનું પ્રારંભિક રોકાણ અને ત્યારબાદ ચોખ્ખો ઉર્જાનો લાભ બંનેનો સમાવેશ થાય છે,જે શ્વસનનું સંતુલિત પત્રક જાળવી રાખે છે.

(N/A) : ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ $(6C)$
$B$: ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટ $(6C)$
$C$: $PGAL$ (ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ) અને $DHAP$ (ડાયહાઈડ્રોક્સિ એસિટોન ફોસ્ફેટ)
$D$: $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ $(1,3-BPGA)$
તબક્કા $E$ પર,ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર કરવા માટે $ATP$ વપરાય છે.

(N/A) સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન એ એક ચયાપચયની પ્રક્રિયા છે જે ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા સબસ્ટ્રેટ અણુમાંથી ફોસ્ફેટ જૂથને સીધા $ADP$ અથવા $GDP$ માં સ્થાનાંતરિત કરીને $ATP$ અથવા $GTP$ નું નિર્માણ કરે છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં, સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન બે ચોક્કસ તબક્કાઓમાં થાય છે:
$(a)$ $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટનું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં રૂપાંતર:
$1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડના $2$ અણુઓ ફોસ્ફોગ્લિસરેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક અને $Mg^{2+}$ આયનોની હાજરીમાં $ADP$ ના $2$ અણુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડના $2$ અણુઓ અને $ATP$ ના $2$ અણુઓ બનાવે છે.
$2(\text{1,3-બિસફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ}) + 2ADP \xrightarrow{Mg^{2+}} 2(\text{3-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ}) + 2ATP$
$(b)$ ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટનું પાયરુવેટમાં રૂપાંતર:
ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવિક એસિડના $2$ અણુઓ પાયરુવેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક અને $Mg^{2+}$ આયનોની હાજરીમાં $ADP$ ના $2$ અણુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને પાયરુવિક એસિડના $2$ અણુઓ અને $ATP$ ના $2$ અણુઓ બનાવે છે.
$2(\text{ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવિક એસિડ}) + 2ADP \xrightarrow{Mg^{2+}} 2(\text{પાયરુવિક એસિડ}) + 2ATP$

(N/A) ગ્લાયકોલિસિસમાં, નીચેની બે સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન $ATP$ ના સ્વરૂપમાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે:
$1$. $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડનું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડમાં રૂપાંતર, જે ફોસ્ફોગ્લિસેરેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે। આ તબક્કે, $ADP$ નું $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $1,3\text{-બિસફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ} + ADP \rightarrow 3\text{-ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ} + ATP$
$2$. ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટનું પાયરુવિક એસિડમાં રૂપાંતર, જે પાયરુવેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે। આ તબક્કે, $ADP$ નું $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $\text{ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ} + ADP \rightarrow \text{પાયરુવિક એસિડ} + ATP$

(N/A) પાયરુવેટનું સંશ્લેષણ ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન કોષના કોષરસ (cytoplasm) માં થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન,ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુનું વિઘટન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ $(CH_3COCOOH)$ બને છે.
પાયરુવિક એસિડ ડીહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક સંકુલ પાયરુવિક એસિડના ઓક્સિડેટિવ ડીકાર્બોક્સિલેશનને ઉદ્દીપ્ત કરીને એસિટાઈલ $CoA$ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા માટે સહકારક તરીકે $NAD^+$,કો-એન્ઝાઈમ $A$ $(CoA)$ અને $Mg^{2+}$ ની જરૂર પડે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$\text{Pyruvic acid} + CoA + NAD^+ \xrightarrow{Mg^{2+}, \text{Pyruvate dehydrogenase}} \text{Acetyl } CoA + NADH + H^+ + CO_2 \uparrow$

(N/A) વ્યાખ્યા: ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝના અણુનું પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓમાં આંશિક ઓક્સિડેશન થવાની પ્રક્રિયા છે.
ઉદભવ: 'ગ્લાયકોલિસિસ' શબ્દ ગ્રીક શબ્દો 'ગ્લાયકોસ' (શર્કરા) અને 'લાઇસિસ' (વિભાજન) પરથી ઉતરી આવ્યો છે. આ યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટ્ટો મેયરહોફ અને જે. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તેથી તેને $EMP$ પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સ્થાન: ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસ (cytoplasm) માં થાય છે.
પ્રક્રિયા: વનસ્પતિઓમાં,ગ્લુકોઝ સુક્રોઝ (પ્રકાશસંશ્લેષણનું અંતિમ ઉત્પાદન) અથવા સંગ્રહિત કાર્બોદિતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે. હેક્સોકાઇનેઝ ઉત્સેચકની મદદથી ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝનું ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બને છે. ત્યારબાદ તેનું રૂપાંતર ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં થાય છે,જે $ATP$ નો ઉપયોગ કરીને ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટમાં ફેરવાય છે. ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બાયફોસ્ફેટનું વિભાજન ડાયહાઇડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$ અને $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ $(PGAL)$ માં થાય છે. $PGAL$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $1,3$-બાયફોસ્ફોગ્લિસરેટ બને છે,જેમાં $NADH + H^+$ મુક્ત થાય છે. ત્યારબાદની પ્રક્રિયાઓમાં સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે અંતે પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ $(3C)$ આપે છે.
અંતિમ ઉત્પાદનો: મુખ્ય અંતિમ ઉત્પાદન પાયરુવિક એસિડ છે. અન્ય ઉત્પાદનોમાં $2$ અણુ $ATP$ (ચોખ્ખો નફો) અને $2$ અણુ $NADH + H^+$ નો સમાવેશ થાય છે.
પાયરુવિક એસિડનું ભાવિ:
$1$. લેક્ટિક એસિડ આથવણ: અજારક પરિસ્થિતિમાં કેટલાક બેક્ટેરિયા અને સ્નાયુ કોષોમાં થાય છે,જેમાં પાયરુવેટનું રૂપાંતર લેક્ટિક એસિડમાં થાય છે.
$2$. આલ્કોહોલિક આથવણ: અજારક પરિસ્થિતિમાં યીસ્ટમાં થાય છે,જેમાં પાયરુવેટનું રૂપાંતર ઇથેનોલ અને $CO_2$ માં થાય છે.
$3$. જારક શ્વસન: ઓક્સિજનની હાજરીમાં,પાયરુવિક એસિડ કણાભસૂત્રમાં પ્રવેશે છે,જ્યાં તેનું ઓક્સિડેટિવ ડીકાર્બોક્સિલેશન થઈને એસિટાઇલ-$CoA$ બને છે અને તે ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશીને $CO_2$ અને $H_2O$ માં સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન પામે છે.

(B) $(1)$ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝનું ફૉસ્ફૉરાયલેશન કરીને ગ્લુકોઝ $6$-ફૉસ્ફેટ બનાવવા માટે જવાબદાર ઉત્સેચક હેક્સોકાઇનેઝ છે.
$(2)$ આથવણ એ ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા છે,એટલે કે અજારક પરિસ્થિતિમાં,જેમાં યીસ્ટ ગ્લુકોઝનું રૂપાંતર ઇથેનોલ અને $CO_2$ માં કરે છે.

(D) કણાભસૂત્રને કોષનું પાવરહાઉસ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે $ATP$ (કોષનું ઉર્જા ચલણ) ના સંશ્લેષણમાં સામેલ છે.
પરિપક્વ $RBC$ માં કણાભસૂત્રનો અભાવ હોવાથી,તેઓ જારક શ્વસન (જેમાં લિંક રિએક્શન,$TCA$ ચક્ર અને $ETS$ નો સમાવેશ થાય છે) કરી શકતા નથી.
તેથી,પરિપક્વ $RBC$ ની ઉર્જાની જરૂરિયાત માત્ર ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા જ પૂરી થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ કોષરસમાં થાય છે અને તેના પરિણામે ગ્લુકોઝના દરેક અણુ દીઠ $2$ $ATP$ અણુઓનું ચોખ્ખું ઉત્પાદન થાય છે.

(A) ગ્લુકોઝનો એક અણુ $(C_6H_{12}O_6)$ કોષરસમાં ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$6$-કાર્બન ધરાવતો ગ્લુકોઝનો અણુ બે $3$-કાર્બન ધરાવતા પાયરુવિક એસિડ (પાયરુવેટ) ના અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે.
તેથી,$1$ ગ્લુકોઝ અણુના ઓક્સિડેશનથી $2$ પાયરુવેટ અણુઓ મળે છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયામાં,ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર ફોસ્ફોગ્લુકોઝ આઈસોમરેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કરવામાં આવે છે.
ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ અને ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ બંને એકબીજાના આઈસોમર્સ (સમઘટકો) હોવાથી,આ ઉત્સેચક આઈસોમરેઝ વર્ગમાં આવે છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસ એ કોષીય શ્વસનનો પ્રારંભિક અને આવશ્યક પથ છે.
તે જારક અને અજારક બંને પ્રકારના શ્વસનમાં સામાન્ય છે.
તે આદિકોષકેન્દ્રી અને સુકોષકેન્દ્રી બંને પ્રકારના તમામ જીવંત કોષોના કોષરસમાં થાય છે.

(D) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયામાં,ગ્લુકોઝનો એક $6$-કાર્બન અણુ પાયરુવિક એસિડના બે $3$-કાર્બન અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રક્રિયા પામેલા દરેક ગ્લુકોઝ અણુ દીઠ $NAD^+$ ના બે અણુઓનું રિડક્શન થઈને $NADH$ બને છે.
$NADH$ માં સંગ્રહિત ઊર્જા ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં મુક્ત થાય છે.

(A) ગ્લાયકોલિસિસ એ પ્રક્રિયાઓની એક શ્રેણી છે જે તમામ જીવંત કોષોના કોષરસ (cytoplasm) માં થાય છે,જેમાં આદિકોષકેન્દ્રી અને સુકોષકેન્દ્રી બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
તે કોષીય શ્વસનનું પ્રથમ સોપાન છે અને તેમાં ઓક્સિજનની જરૂર પડતી નથી.
ગ્લાયકોલિસિસની મુખ્ય ભૂમિકા $ATP$ અને $NADH$ ના સ્વરૂપમાં ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવાની અને અન્ય જૈવસંશ્લેષણ માર્ગો માટે મધ્યવર્તી પદાર્થો પૂરા પાડવાની છે.

(B) પાયરુવિક એસિડ એ જારક અને અજારક બંને પ્રકારના શ્વસન માટે સામાન્ય મધ્યવર્તી સંયોજન છે.
તે ગ્લાયકોલિસિસની અંતિમ નીપજ છે,જે કોષના કોષરસમાં થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ પછી,પાયરુવિક એસિડ જારક શ્વસન (એસીટાઇલ Co-$A$ માં રૂપાંતરિત થયા પછી ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશ કરે છે) અને અજારક શ્વસન (આથવણ માર્ગો) બંને માટે પ્રારંભિક સબસ્ટ્રેટ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન,$Hexokinase$ ઉત્સેચકની હાજરીમાં,ગ્લુકોઝનું રૂપાંતર ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં એક $ATP$ અણુનો ઉપયોગ થાય છે અને $Mg^{2+}$ આયનોની જરૂર પડે છે.

(A) સુક્રોઝ એ એક ડાયસેકેરાઇડ છે જેનું રૂપાંતરણ ઇન્વર્ટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝમાં થાય છે.
આ બે મોનોસેકેરાઇડ્સ ત્યારબાદ શ્વસન પ્રક્રિયા માટે ગ્લાયકોલિસિસના પથમાં સરળતાથી પ્રવેશે છે.

(A) કોષીય શ્વસન ગ્લાયકોલિસિસ નામની પ્રક્રિયાથી શરૂ થાય છે. ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે,જ્યાં ગ્લુકોઝનું વિઘટન થઈને પાયરુવિક એસિડના બે અણુઓ બને છે. આ પ્રક્રિયા જારક અને અજારક બંને પ્રકારના શ્વસનમાં સામાન્ય છે.

(A) ગ્લાયકોલિસિસની યોજના ગુસ્તાવ એમ્બડેન,ઓટો મેયરહોફ અને $J$. પારનાસ દ્વારા આપવામાં આવી હતી.
તે અજારક સજીવો માટે શ્વસનની એકમાત્ર પ્રક્રિયા છે.
તેને ઘણીવાર $EMP$ પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુનું બે પાયરુવિક એસિડ $(CH_3COCOOH)$ ના અણુઓમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસ (cytoplasm) માં થાય છે અને તેમાં ઓક્સિજનની જરૂર પડતી નથી.

(B) ગ્લાયકોલિસિસમાં,પ્રક્રિયા ગ્લુકોઝના ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ $(G-6-P)$ માં રૂપાંતર સાથે શરૂ થાય છે.
ત્યારબાદ $G-6-P$ નું ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટ અને ત્યારબાદ ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
આ અણુ બે ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટમાં વિભાજિત થાય છે: $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $(3-PGAL)$ અને ડાયહાઈડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટ $(DHAP)$.
$3-PGAL$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ બને છે,જેનું રૂપાંતર $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ $(3-PGA)$ માં થાય છે.
અંતે,$3-PGA$ શ્રેણીબદ્ધ પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થઈને ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ બનાવે છે,જેનું અંતિમ રૂપાંતર પાયરુવિક એસિડમાં થાય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો ક્રમ $G-6-P \rightarrow 3-PGAL \rightarrow 3-PGA \rightarrow PEP$ છે.