Rozdiel medzi glykolýzou a cyklom TCA
Share
Kľúčový rozdiel - glykolýza vs. cyklus TCA
Dýchanie je proces, ktorý využíva rad reakcií, ktoré sú spojené oxidačnými a redukčnými reakciami a prenosom elektrónov. Na konci dýchania organizmy produkujú energiu, ktorú môžu využiť na svoje metabolické procesy. Táto energia sa vyrába vo forme ATP (energetická mena buniek). Počas aeróbneho dýchania pôsobia molekuly kyslíka ako konečné akceptory elektrónov a redukujú sa na produkciu vody. Toto vytvára elektrochemický gradient, ktorý riadi syntézu ATP. Aeróbna respirácia pozostáva z troch hlavných fáz, v ktorých sú uhlíkové molekuly preusporiadané prostredníctvom série enzýmom katalyzovaných reakcií za vzniku ATP. Prvou fázou, spoločnou pre aeróby aj anaeróby, je glykolytická dráha, pri ktorej je cukrový substrát, najmä glukóza, katabolizovaný na dve molekuly pyruvátu. Táto premena produkuje dve molekuly ATP a dve molekuly NADH. Druhou fázou je cyklus trikarboxylovej kyseliny (TCA), ktorý je centrálnym centrom, kde sa medziprodukty všetkých metabolických ciest spájajú a prispievajú k produkcii energie produkciou NADH, FADH2 a dvoch molekúl CO2 prostredníctvom oxidačno-redukčných reakcií. Cyklus TCA sa uskutočňuje iba v aeróboch. V obidvoch týchto procesoch prebieha fosforylácia na úrovni substrátu, aby sa vyprodukovala energia. Kľúčový rozdiel medzi glykolýzou a cyklom TCA je v tom glykolýza sa vyskytuje v cytoplazme, zatiaľ čo cyklus TCA sa vyskytuje v mitochondriách.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je glykolýza
3. Čo je cyklus TCA
4. Podobnosti medzi glykolýzou a cyklom TCA
5. Porovnanie bok po boku - glykolýza verzus cyklus TCA v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je glykolýza?
Glykolýza alebo Embden-Meyerhof Pathway je prvý krok výroby energie a uskutočňuje sa v cytozole aeróbov a anaeróbov. Je to enzymaticky katalyzovaný reakčný postup obsahujúci desať reakčných krokov. Pri glykolýze sa molekuly cukru fosforylujú a zachytia v bunke, aby sa katabolizovali na dve molekuly pyruvátu (tri uhlíkové zlúčeniny), ktoré sú konečnými produktmi glykolýzy..
Glykolýzy
Má tri hlavné fázy:
Prípravná fáza
V tomto štádiu sa zvyšky cukru, ktoré obsahujú šesť atómov uhlíka, fosforylujú a zachytia v bunke. Prípravná fáza je fáza vyžadujúca energiu, v ktorej sa používajú dve molekuly ATP.
Štiepenie
Počas tejto fázy sa 6-uhlíková molekula štiepi na dva fosforylované 3-uhlíkové zvyšky.
Splatiť fázu
Toto je záverečné štádium glykolýzy, kde sa syntetizujú ATP a NADH. Pre každý 6 substrátov uhlíka sa vyrobia 4 molekuly ATP, 2 molekuly NADH a 2 molekuly pyruvátu; je to teda fáza výroby glykolýzy.
Obrázok 01: Glykolýza
Celková reakcia na glykolýzu
Glukóza + 2Pja + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H2O + 2H+
Čistá výroba ATP = 2ATP
Čo je cyklus TCA?
Cyklus TCA, tiež označovaný ako Cyklus kyseliny citrónovej alebo Krebsov cyklus, prebieha v matrici mitochondrií. Je súčasťou aeróbneho dýchania; preto sa koná iba v aeróboch. Cyklus TCA je cyklická, enzýmom katalyzovaná dráha, kde 4-uhlíkový substrát (kyselina oxalooctová) prijíma 2-uhlíkový Acetyl CoA za vzniku 6-uhlíkovej molekuly (citrát). Citrát prechádza cyklickou metabolickou cestou za vzniku dvoch molekúl oxidu uhličitého, dvoch molekúl NADH, jednej FADH2 molekula a jedna molekula GTP. Primárnou funkciou cyklu TCA je získavanie elektrónov s vysokou energiou z uhlíkových palív. Tieto elektróny s vysokou energiou sa potom prenášajú do dopravného reťazca elektrónov, ktorý je posledným stupňom aeróbneho dýchania na syntézu ATP. Cyklus TCA tiež pôsobí ako konečná spoločná cesta oxidácie uhľohydrátov, aminokyselín, mastných kyselín a nukleotidov. Sacharidy a mastné kyseliny vstupujú do TCA cyklu ako acetyl koenzým A, zatiaľ čo aminokyseliny vstupujú do TCA cyklu ako α - ketoglutarát a nukleotidy ako fumarát.
Obrázok 02: Cyklus TCA
Celková reakcia cyklu TCA
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + HDP + 2Pja + 2H2O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Aké sú podobnosti medzi glykolýzou a cyklom TCA?
- Glykolýza a TCA cyklus pozostávajú zo série enzýmom katalyzovaných reakcií.
- V obidvoch procesoch dochádza k fosforylácii na úrovni substrátu.
- Oba procesy produkujú NADH, H2O ako produkty.
- Oba procesy sú regulované hormonálnou kontrolou, alosterickou reguláciou a inhibíciou konečného produktu (mechanizmy spätnej väzby)..
Aký je rozdiel medzi glykolýzou a cyklom TCA?
Glykolýza vs. cyklus TCA | |
| Glykolýza je proces, pri ktorom sa 6 molekúl uhlíka (monosacharidov) uhlíka katabolizuje na pyruvátové molekuly s 3 atómami uhlíka prostredníctvom enzýmom katalyzovaných reakcií. | Cyklus TCA je proces, pri ktorom sa zhromažďuje energia uložená v uhlíkových molekulách, aby sa vytvorili zlúčeniny bohaté na elektróny pre reťazec prenosu elektrónov na syntézu ATP oxidačnou fosforyláciou.. |
| Miesto reakcie | |
| Glykolýza sa vyskytuje v cytozole. | Cyklus TCA sa vyskytuje v matrici mitochondrií. |
| Požiadavka na kyslík | |
| Glykolýza sa môže vyskytovať za aeróbnych aj anaeróbnych podmienok. | Cyklus TCA je prísne aeróbny. |
| Východisková zlúčenina | |
| Šesť monosacharidov uhlíka (glukóza) je východiskovým substrátom glykolýzy. | Východiskovým substrátom cyklu TCA sú štyri oxaloacetáty uhlíka. |
| Konečné produkty | |
| Konečné produkty glykolýzy sú dve molekuly pyruvátu, dve molekuly ATP a dve molekuly NADH. | Konečné produkty cyklu TCA sú dva CO2, jeden GTP, tri NADH a jeden FADH2. |
| Postupnosť reakcií | |
| Glykolytické reakcie sa vyskytujú ako lineárna sekvencia. | Cyklus TCA nastáva prostredníctvom cyklickej sekvencie. |
| Účasť CO2 | |
| Počas glykolýzy nie je potrebný ani produkovaný CO2. | CO2 sa produkuje pre každú molekulu acetyl-coA cyklu TCA. |
| Spotreba ATP | |
| Glykolytickou cestou sa spotrebujú 2 molekuly ATP. | Molekuly ATP sa v cykle TCA nevyužívajú. |
Zhrnutie - glykolýza vs. cyklus TCA
Glykolýza a cyklus TCA sú dve životne dôležité metabolické dráhy, ktoré sa podieľajú na produkcii energie prostredníctvom uhlíkových medziproduktov odvodených od makromolekúl sacharidov, proteínov, tukov a nukleových kyselín. Oba procesy sú sprostredkované enzýmami a sú pod stálou reguláciou na základe energetickej potreby bunky / organizmu a rýchlosť týchto procesov sa líši za rôznych podmienok, ako je stav nalačno, dobre nasýtený, hladujúci a vykonávaný stav. Je dôležité študovať reguláciu glykolytickej dráhy a cyklu TCA, aby sa odvodili biochemické vzťahy na riešenie metabolických nerovnováh v tele. Glykolýza je iniciatívny proces dýchania a cyklus TCA je druhou hlavnou fázou aeróbneho dýchania, ktorá sa spája s posledným stupňom dýchania (transportný reťazec elektrónov). Glykolýza sa vyskytuje v cytoplazme a produkuje pyruváty; tieto pyruváty vstupujú do mitochondrií a pomáhajú pri TCA cykle. Glykolýza sa môže vyskytovať pod aeróbnymi aj anaeróbnymi organizmami. Cyklus TCA sa však vyskytuje iba u aeróbnych organizmov, pretože vyžaduje aeróbne podmienky. Toto je rozdiel medzi glykolýzou a cyklom TCA.
Stiahnite si PDF verziu glykolýzy verzus cyklus TCA
Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ju na účely offline podľa citácie. Stiahnite si verziu PDF tu Rozdiel medzi glykolýzou a cyklom TCA.
Referencie:
1. Berg, Jeremy M. „Cyklus kyseliny citrónovej“. Biochémie. 5. vydanie., Americká národná knižnica medicíny, 1. januára 1970, k dispozícii tu. Prístup k 21. augustu 2017.
Berg, Jeremy M. „Glykolýza je cesta premeny energie v mnohých organizmoch.“ Biochémie. 5. vydanie., Americká národná knižnica medicíny, 1. januára 1970, k dispozícii tu. Prístup k 21. augustu 2017.
S láskavým dovolením:
1. „Glykolýza“ WYassineMrabet - vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Cyklus kyseliny citrónovej noi“ Narayanese (talk) - Modifikovaná verzia obrázka: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
