Różnica między glikolizą a cyklem TCA

Kluczowa różnica - glikoliza vs cykl TCA
 

Oddychanie jest procesem, który zajmuje szereg reakcji połączonych reakcjami utleniania i redukcji oraz przeniesieniem elektronów. Pod koniec oddychania organizmy wytwarzają energię do wykorzystania w procesach metabolicznych. Energia ta jest wytwarzana w postaci ATP (waluta energetyczna komórek). Podczas oddychania tlenowego cząsteczki tlenu działają jako końcowe akceptory elektronów i są redukowane do produkcji wody. To tworzy gradient elektrochemiczny, który napędza syntezę ATP. Oddychanie tlenowe składa się z trzech głównych faz, w których cząsteczki węgla są przegrupowywane w szeregu reakcji katalizowanych enzymatycznie w celu uzyskania ATP. Pierwsza faza, wspólna zarówno dla tlenowców, jak i beztlenowców, to szlak glikolityczny, w którym substrat cukrowy, głównie glukoza, jest katabolizowany do dwóch cząsteczek pirogronianu. Ta konwersja wytwarza dwie cząsteczki ATP i dwie cząsteczki NADH. Druga faza to cykl kwasu trikarboksylowego (TCA), który jest centralnym ośrodkiem, w którym łączą się półprodukty wszystkich szlaków metabolicznych, przyczyniając się do produkcji energii poprzez wytwarzanie NADH, FADH2 i dwóch cząsteczek CO₂₎ poprzez reakcje redukcji utleniania. Cykl TCA odbywa się tylko w aerobach. W obu tych procesach zachodzi fosforylacja na poziomie substratu w celu wytworzenia energii. Kluczowa różnica między glikolizą a cyklem TCA jest taka glikoliza zachodzi w cytoplazmie, podczas gdy cykl TCA występuje w mitochondriach.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest glikoliza 
3. Co to jest cykl TCA
4. Podobieństwa między glikolizą a cyklem TCA
5. Porównanie obok siebie - glikoliza vs cykl TCA w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest glikoliza?

Glikoliza lub Ścieżka Embden-Meyerhof jest pierwszym etapem produkcji energii i odbywa się w cytozolu zarówno tlenowców, jak i beztlenowców. Jest to katalizowana enzymatycznie procedura reakcji obejmująca dziesięć etapów reakcji. W glikolizie cząsteczki cukru są fosforylowane i uwięzione w komórce w celu katabolizacji do dwóch cząsteczek pirogronianu (trzy związki węgla), które są końcowymi produktami glikolizy.

Etapy glikolizy

Ma trzy główne etapy, jak następuje:

Etap przygotowawczy

Na tym etapie pozostałości cukru zawierające sześć atomów węgla są fosforylowane i uwięzione w komórce. Faza przygotowawcza to faza wymagająca energii, w której wykorzystuje się dwie cząsteczki ATP.

Etap rozszczepiania

Podczas tej fazy cząsteczka 6-węglowa jest cięta na dwie fosforylowane reszty 3-węglowe.

Opłać etap

Jest to ostatni etap glikolizy, w którym syntetyzowane są ATP i NADH. Dla każdego 6 substratów cukru węglowego wytwarza się 4 cząsteczki ATP, 2 cząsteczki NADH i 2 cząsteczki pirogronianu; dlatego jest to faza glikolizy wytwarzająca energię.

Ryc. 01: Glikoliza

Ogólna reakcja glikolizy

Glukoza + 2P_ja + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2 Pirogronian + 4ATP + 2NADH + 2H₂₎O + 2H⁺

Produkcja netto ATP = 2ATP

Co to jest cykl TCA?

Cykl TCA, zwany także Cykl kwasu cytrynowego lub cykl Krebsa, odbywa się w matrycy mitochondriów. Jest częścią oddychania tlenowego; dlatego odbywa się tylko w aerobach. Cykl TCA jest cykliczną, katalizowaną enzymatycznie ścieżką, w której 4-węglowy substrat (kwas szczawiooctowy) akceptuje 2-węglowy acetylo-CoA z wytworzeniem cząsteczki 6-węglowej (cytrynianu). Cytrynian podlega cyklicznemu szlakowi metabolicznemu z wytworzeniem dwóch cząsteczek dwutlenku węgla, dwóch cząsteczek NADH, jednej FADH₂₎ cząsteczka i jedna cząsteczka GTP. Podstawową funkcją cyklu TCA jest zbieranie elektronów o wysokiej energii z paliw węglowych. Te wysokoenergetyczne elektrony są następnie przenoszone do łańcucha transportu elektronów, który jest ostatnim etapem oddychania tlenowego w celu syntezy ATP. Cykl TCA działa również jako końcowy wspólny szlak utleniania węglowodanów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych i nukleotydów. Węglowodany i kwasy tłuszczowe wchodzą w cykl TCA jako acetylokenzym A, podczas gdy aminokwasy wchodzą w cykl TCA jako α-ketoglutaran, a nukleotydy jako fumaran.

Rysunek 02: Cykl TCA

Ogólna reakcja cyklu TCA

Acetyl Co A + 3 NAD⁺ + FAD + PKB + 2P_ja + 2H₂₎O → 2CO₂₎ + 3NADH + FADH₂₎ + GTP + 3H⁺

Jakie są podobieństwa między glikolizą a cyklem TCA?

• Cykl glikolizy i cyklu TCA obejmuje szereg reakcji katalizowanych enzymatycznie.
• W obu procesach zachodzi fosforylacja na poziomie substratu.
• Oba procesy wytwarzają NADH, H₂₎O jako produkty.
• Oba procesy są regulowane poprzez kontrolę hormonalną, regulację allosteryczną i hamowanie produktu końcowego (mechanizmy sprzężenia zwrotnego).

Jaka jest różnica między glikolizą a cyklem TCA?

Glikoliza a cykl TCA
Glikoliza to proces, w którym 6 cząsteczek cukru węglowego (monosacharydu) jest katabolizowanych do 3-węglowych cząsteczek pirogronianu poprzez reakcje katalizowane enzymem.	Cykl TCA to proces, w którym energia zgromadzona w cząsteczkach węgla jest zbierana w celu wytworzenia związków bogatych w elektrony w łańcuchu transportu elektronów w celu syntezy ATP poprzez fosforylację oksydacyjną.
Strona reakcji
Glikoliza zachodzi w cytozolu.	Cykl TCA występuje w matrycy mitochondriów.
Wymagania dotyczące tlenu
Glikoliza może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych.	Cykl TCA jest ściśle aerobowy.
Związek początkowy
Sześć monosacharydów węgla (glukozy) jest wyjściowym substratem glikolizy.	Czterowęglowy szczawiooctan jest substratem wyjściowym cyklu TCA.
Produkty końcowe
Dwie cząsteczki pirogronianu, dwie cząsteczki ATP i dwie cząsteczki NADH są końcowymi produktami glikolizy.	Dwa CO2, jeden GTP, trzy NADH i jeden FADH2 są produktami końcowymi cyklu TCA.
Sekwencja reakcji
Reakcje glikolityczne zachodzą jako sekwencja liniowa.	Cykl TCA odbywa się za pomocą sekwencji cyklicznej.
Zaangażowanie CO2)
CO2 nie jest wymagany ani wytwarzany podczas glikolizy.	CO2 jest wytwarzany dla każdej cząsteczki acetylo-Co A cyklu TCA.
Zużycie ATP
Szlak glikolityczny pochłania 2 cząsteczki ATP.	Cząsteczki ATP nie są wykorzystywane w cyklu TCA.

Podsumowanie - glikoliza vs cykl TCA

Glikoliza i cykl TCA są dwoma ważnymi szlakami metabolicznymi zaangażowanymi w wytwarzanie energii za pośrednictwem półproduktów węglowych pochodzących z makrocząsteczek węglowodanów, białek, tłuszczów i kwasów nukleinowych. Oba procesy są pośredniczone przez enzymy i podlegają stałej regulacji w oparciu o zapotrzebowanie energetyczne komórki / organizmu, a szybkości tych procesów różnią się w różnych warunkach, takich jak stan na czczo, stan odżywienia, stan głodu i stan wysiłkowy. Ważne jest zbadanie regulacji szlaku glikolitycznego i cyklu TCA w celu ustalenia związków biochemicznych w celu zaradzenia zaburzeniom równowagi metabolicznej w ciele. Glikoliza jest inicjalnym procesem oddychania, a cykl TCA jest drugą główną fazą oddychania tlenowego, która łączy się z końcowym etapem oddychania (łańcuch transportu elektronów). Glikoliza zachodzi w cytoplazmie i wytwarza pirogroniany; pirogroniany te wchodzą do mitochondriów i wspomagają cykl TCA. Glikoliza może zachodzić zarówno w organizmach tlenowych, jak i beztlenowych. Jednak cykl TCA występuje tylko w organizmach tlenowych, ponieważ wymaga warunków tlenowych. Jest to różnica między glikolizą a cyklem TCA.

Pobierz wersję PDF glikolizy a cykl TCA

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między glikolizą a cyklem TCA.

Bibliografia:

1. Berg, Jeremy M. „Cykl kwasu cytrynowego”. Biochemia. Wydanie piąte, National Library of Medicine, 1 stycznia 1970, dostępne tutaj. Dostęp 21 sierpnia 2017 r.
Berg, Jeremy M. „Glikoliza jest ścieżką konwersji energii w wielu organizmach”. Biochemia. Wydanie piąte, National Library of Medicine, 1 stycznia 1970, dostępne tutaj. Dostęp 21 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Glikoliza” Autor: WYassineMrabet - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Cykl kwasu cytrynowego noi” Autor: Narayanese (dyskusja) - Zmodyfikowana wersja obrazu: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia