Kluczowa różnica - cykl glikolizy a TCA
Oddychanie to proces obejmujący szereg reakcji, które są połączone reakcjami utleniania i redukcji oraz przeniesieniem elektronów. Pod koniec oddychania organizmy wytwarzają energię do wykorzystania w swoich 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. Tworzy to gradient elektrochemiczny, który napędza syntezę ATP. Oddychanie tlenowe składa się z trzech głównych faz, w których cząsteczki węgla są przegrupowywane poprzez serię 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 związki pośrednie wszystkich szlaków metabolicznych, przyczyniając się do produkcji energii poprzez produkcję NADH, FADH2 i dwóch cząsteczek CO2 poprzez reakcje utleniania-redukcji. Cykl TCA ma miejsce tylko w tlenach. W obu tych procesach zachodzi fosforylacja na poziomie substratu w celu wytworzenia energii. Kluczową różnicą między glikolizą a cyklem TCA jest to, że glikoliza zachodzi w cytoplazmie, podczas gdy cykl TCA zachodzi w mitochondriach.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest glikoliza
3. Czym jest cykl TCA
4. Podobieństwa między glikolizą a cyklem TCA
5. Porównanie obok siebie - glikoliza a cykl TCA w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest glikoliza?
Glikoliza lub szlak Embden-Meyerhof jest pierwszym etapem produkcji energii i zachodzi w cytozolu zarówno tlenowych, jak i beztlenowych. Jest to katalizowana enzymatycznie procedura reakcji składająca się z dziesięciu etapów reakcji. Podczas glikolizy cząsteczki cukru są fosforylowane i uwięzione w komórce, aby katabolizować do dwóch cząsteczek pirogronianu (związek trójwęglowy), które są końcowymi produktami glikolizy.
Etapy glikolizy
Ma trzy główne etapy w następujący sposób:
Etap przygotowawczy
Na tym etapie pozostałości cukrowe zawierające sześć atomów węgla są fosforylowane i zatrzymywane w komórce. Faza przygotowawcza to faza wymagająca energii, w której wykorzystywane są dwie cząsteczki ATP.
Etap dekoltu
Podczas tej fazy 6-węglowa cząsteczka jest rozszczepiana na dwie fosforylowane 3-węglowe reszty.
Spłać etap
Jest to ostatni etap glikolizy, w którym syntetyzowane są ATP i NADH. Dla każdego substratu cukru o 6 węglach wytwarzane są 4 cząsteczki ATP, 2 cząsteczki NADH i 2 cząsteczki pirogronianu; jest to zatem faza glikolizy produkująca energię.
Rysunek 01: Glikoliza
Ogólna reakcja glikolizy
Glukoza + 2P i + 4ADP + 2NAD + + 2ATP → 2Pirogronian + 4ATP + 2NADH + 2H 2 O + 2H +
Produkcja netto ATP = 2ATP
Co to jest cykl TCA?
Cykl TCA, zwany także cyklem kwasu cytrynowego lub cyklem Krebsa, zachodzi w macierzy mitochondriów. Jest częścią oddychania tlenowego; stąd zachodzi tylko w tlenowcach. Cykl TCA to cykliczna, katalizowana enzymatycznie ścieżka, w której 4-węglowy substrat (kwas szczawiooctowy) przyjmuje 2-węglowy acetylo-CoA, dając 6-węglową cząsteczkę (cytrynian). Cytrynian przechodzi cykliczny szlak metaboliczny w celu wytworzenia dwóch cząsteczek dwutlenku węgla, dwóch cząsteczek NADH, jednej FADH 2cząsteczkę i jedną cząsteczkę GTP. Podstawową funkcją cyklu TCA jest zbieranie wysokoenergetycznych elektronów 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 ostatni wspólny szlak utleniania węglowodanów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych i nukleotydów. Węglowodany i kwasy tłuszczowe wchodzą do cyklu TCA jako acetylokoenzym A, podczas gdy aminokwasy wchodzą do cyklu TCA jako α - ketoglutaran, a nukleotydy jako fumaran.
Rysunek 02: Cykl TCA
Ogólna reakcja cyklu TCA
Acetyl Co A + 3 NAD + + FAD + GDP + 2P i + 2H 2 O → 2CO 2 + 3NADH + FADH 2 + GTP + 3H +
Jakie są podobieństwa między cyklem glikolizy i TCA?
- Cykl glikolizy i TCA składa się z szeregu reakcji katalizowanych enzymatycznie.
- W obu procesach zachodzi fosforylacja na poziomie substratu.
- Oba procesy wytwarzają NADH, H 2 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?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Glikoliza a cykl TCA |
|
| Glikoliza to proces, w którym 6-węglowe cząsteczki cukru (monosacharydu) są katabolizowane do cząsteczek 3-węglowego pirogronianu w wyniku reakcji katalizowanych enzymatycznie. | Cykl TCA to proces, w którym energia zmagazynowana w cząsteczkach węgla jest zbierana w celu wytworzenia bogatych w elektrony związków do łańcucha transportu elektronów w celu syntezy ATP poprzez fosforylację oksydacyjną. |
| Miejsce reakcji | |
| W cytozolu zachodzi glikoliza. | Cykl TCA występuje w macierzy mitochondriów. |
| Zapotrzebowanie na tlen | |
| Glikoliza może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. | Cykl TCA jest ściśle aerobowy. |
| Związek początkowy | |
| Sześciowęglowy monosacharyd (glukoza) jest substratem wyjściowym glikolizy. | Szczawiooctan czterowęglowy 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 to końcowe produkty cyklu TCA. |
| Sekwencja reakcji | |
| Reakcje glikolityczne zachodzą jako ciąg liniowy. | Cykl TCA zachodzi poprzez sekwencję cykliczną. |
| Zaangażowanie CO 2 | |
| CO2 nie jest wymagany ani wytwarzany podczas glikolizy. | CO2 jest wytwarzany dla każdej cząsteczki acetylo-co A w cyklu TCA. |
| Zużycie ATP | |
| 2 cząsteczki ATP są zużywane na szlaku glikolitycznym. | Cząsteczki ATP nie są wykorzystywane w cyklu TCA. |
Podsumowanie - cykl glikolizy a TCA
Cykl glikolizy i TCA to dwa istotne szlaki metaboliczne zaangażowane w produkcję energii za pośrednictwem węglowych związków pośrednich pochodzących z makrocząsteczek węglowodanów, białek, tłuszczów i kwasów nukleinowych. Oba procesy są za pośrednictwem enzymów i podlegają ciągłej regulacji w oparciu o zapotrzebowanie energetyczne komórki / organizmu, a tempo tych procesów różni się w różnych warunkach, takich jak stan na czczo, stan dobrego jedzenia, stan głodu i stan wysiłku. Ważne jest, aby zbadać regulację szlaku glikolitycznego i cyklu TCA w celu ustalenia biochemicznych zależności, które pozwolą zająć się zaburzeniami równowagi metabolicznej w organizmie. Glikoliza jest inicjującym 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; te pirogroniany dostają się do mitochondriów i pomagają w cyklu TCA. Glikoliza może zachodzić zarówno pod organizmami tlenowymi, jak i beztlenowymi. Jednak cykl TCA występuje tylko w organizmach tlenowych, ponieważ wymaga warunków tlenowych. To jest różnica między cyklem glikolizy a cyklem TCA.
Pobierz wersję PDF cyklu Glikoliza vs TCA
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej w trybie offline, zgodnie z notą cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między cyklem glikolizy a TCA.
