Різниця між гліколізом та циклом TCA

Ключова різниця - Гліколіз та TCA Цикл
 

Дихання - це процес, який займає низку реакцій, поєднаних реакціями окислення та відновлення та переносом електронів. Наприкінці дихання організми виробляють енергію, щоб використати їх метаболічні процеси. Ця енергія виробляється у вигляді АТФ (енергетична валюта клітин). Під час аеробного дихання молекули кисню виступають в якості кінцевих акцепторів електронів і зводяться до отримання води. Це створює електрохімічний градієнт, який рухає синтезом АТФ. Аеробне дихання складається з трьох основних фаз, де молекули вуглецю переставляють через ряд реакцій, катализируемих ферментами, для отримання АТФ. Перша фаза, спільна як для аеробів, так і для анаеробів, - це гліколітичний шлях, де цукровий субстрат, переважно глюкоза, катаболізується на дві молекули пірувату. Ця конверсія виробляє дві молекули АТФ і дві молекули НАДГ. Друга фаза - цикл трикарбонової кислоти (ТСА), який є центральним вузлом, де проміжні сполуки всіх метаболічних шляхів приєднуються до участі у виробництві енергії, виробляючи НАДГ, FADH2 та дві молекули СО₂ через окислювально-відновні реакції. Цикл TCA відбувається лише в аерографах. В обох цих процесах фосфорилювання на рівні субстрату відбувається для отримання енергії. Ключова відмінність між гліколізом та циклом ТСА полягає в тому гліколіз відбувається в цитоплазмі, тоді як цикл TCA відбувається в мітохондріях.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке гліколіз 
3. Що таке цикл TCA
4. Подібність між гліколізом та циклом TCA
5. Поплечне порівняння - цикл гліколізу та TCA у табличній формі
6. Підсумок

Що таке гліколіз?

Гліколіз або Шлях Embden-Meyerhof є першим етапом виробництва енергії і відбувається в цитозолі як аеробів, так і анаеробів. Це реакція, каталізована ферментом, що включає десять етапів реакції. При гліколізі молекули цукру фосфорилюються і захоплюються в клітці, щоб катаболізуватися в дві молекули пірувату (три сполуки вуглецю), які є кінцевими продуктами гліколізу.

Стадії гліколізу

Він має три основні етапи:

Підготовчий етап

На цій стадії залишки цукру, які містять шість атомів вуглецю, фосфорилюються і потрапляють у клітину. Підготовча фаза - це потреба енергії, в якій використовуються дві молекули АТФ.

Стадія розщеплення

Під час цієї фази 6-вуглецева молекула розщеплюється на два фосфорильовані 3-вуглецеві залишки.

Окупиться Етап

Це заключна стадія гліколізу, де синтезуються АТФ та НАДГ. Для кожного 6 субстрату вуглецевого цукру виробляється 4 молекули АТФ, 2 молекули НАДГ та 2 молекули пірувату; Таким чином, це фаза гліколізу, що виробляє енергію.

Малюнок 01: Гліколіз

Загальна реакція гліколізу

Глюкоза + 2Р_i + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H₂O + 2H⁺

Чисте виробництво ATP = 2ATP

Що таке цикл TCA?

Цикл TCA, який також називають Цикл лимонної кислоти або Цикл Кребса, відбувається в матриці мітохондрій. Входить до складу аеробного дихання; отже, це відбувається лише в аеробах. Цикл TCA - це циклічний, ферментований ферментом шлях, коли 4-вуглецевий субстрат (оксалоцтова кислота) приймає 2-вуглецевий ацетил-КоА для отримання 6-вуглецевої молекули (цитрату). Цитрат проходить циклічний метаболічний шлях для отримання двох молекул вуглекислого газу, двох молекул НАДГ, однієї FADH₂ молекули і однієї молекули GTP. Основна функція циклу TCA - збирання електронів високої енергії з вуглецевих палив. Ці високоенергетичні електрони потім переносяться в ланцюг транспорту електронів, що є завершальним етапом аеробного дихання для синтезу АТФ. Цикл TCA також виконує роль остаточного загального шляху окислення вуглеводів, амінокислот, жирних кислот та нуклеотидів. Вуглеводи та жирні кислоти надходять у цикл ТСА як ацетил коензим А, тоді як амінокислоти надходять у цикл ТСА як α - кетоглутарат, а нуклеотиди як фумарат.

Малюнок 02: Цикл TCA

Загальна реакція циклу TCA

Ацетил Co A + 3 НАД⁺ + FAD + ВВП + 2P_i + 2Н₂O → 2CO₂ + 3NADH + FADH₂ + GTP + 3H⁺

Які подібності між гліколізом та циклом ТСА?

• Гліколіз і цикл TCA складаються з серії реакцій, катализируемих ферментами.
• В обох процесах відбувається фосфорилювання на рівні субстрату.
• Обидва процеси виробляють NADH, H₂O як продукти.
• Обидва процеси регулюються за допомогою гормонального контролю, аллостеричної регуляції та гальмування кінцевих продуктів (механізми зворотного зв’язку).

Яка різниця між гліколізом та циклом TCA?

Гліколіз та цикл TCA
Гліколіз - це процес, коли 6 молекул цукру вуглецю (моносахариду) катаболізуються в молекули пірувату 3-вуглецю за допомогою реакцій, що каталізуються ферментами..	Цикл TCA - це процес, коли енергія, що накопичується в молекулах вуглецю, збирається для отримання збагаченої електронами сполук для транспортного ланцюга електронів для синтезу АТФ за допомогою окисного фосфорилювання.
Сайт реакції
Гліколіз відбувається в цитозолі.	Цикл TCA відбувається в матриці мітохондрій.
Вимога кисню
Гліколіз може відбуватися як в аеробних, так і в анаеробних умовах.	Цикл TCA - строго аеробний.
Початкове з'єднання
Шість моносахаридів вуглецю (глюкоза) є вихідним субстратом гліколізу.	Чотири оксалоацетату вуглецю є вихідним субстратом циклу TCA.
Кінцеві продукти
Дві молекули пірувату, дві молекули АТФ і дві молекули НАДГ є кінцевими продуктами гліколізу.	Два CO2, один GTP, три NADH та один FADH2 - це кінцеві продукти циклу TCA.
Послідовність реакцій
Гліколітичні реакції відбуваються як лінійна послідовність.	Цикл TCA відбувається за допомогою циклічної послідовності.
Залучення СО2
CO2 не потрібен і не утворюється під час гліколізу.	CO2 виробляється для кожної молекули ацетилу co A циклу TCA.
Споживання АТФ
2 молекули АТФ споживаються гліколітичним шляхом.	Молекули АТФ не використовуються в циклі TCA.

Підсумок - Цикл гліколізу проти TCA

Гліколіз та цикл ТСА - це два життєво важливих метаболічних шляху, що беруть участь у виробництві енергії через вуглецеві проміжні речовини, отримані з макромолекул вуглеводів, білків, жирів та нуклеїнових кислот. Обидва процеси опосередковуються ферментами і перебувають під постійним регулюванням, заснованим на енергетичній потребі клітини / організму, і темпи цих процесів різняться в різних умовах, таких як стан голодування, стан живлення, стан голоду та стан фізичного навантаження. Важливо вивчити регуляцію гліколітичного шляху та циклу ТСА, щоб отримати біохімічні зв’язки для усунення метаболічних дисбалансів в організмі. Гліколіз є ініціативним процесом дихання, а цикл ТСА є другою основною фазою аеробного дихання, яка з'єднується з кінцевою стадією дихання (електронно-транспортний ланцюг). Гліколіз відбувається в цитоплазмі і виробляє пірувати; ці пірувати потрапляють у мітохондрії та допомагають у циклі ТСА. Гліколіз може відбуватися як в аеробних, так і в анаеробних організмах. Однак цикл TCA трапляється лише у аеробних організмів, оскільки він потребує аеробних умов. Це різниця між гліколізом та циклом ТСА.

Завантажити PDF-версію циклу гліколізу проти TCA

Ви можете завантажити PDF-версію цієї статті та використовувати її в офлайн-цілях відповідно до примітки. Завантажте PDF-версію тут Різниця між гліколізом та циклом TCA.

Список літератури:

1. Берг, Джеремі М. «Цикл лимонної кислоти». Біохімія. 5-е видання., Національна медична бібліотека США, 1 січня 1970 р., Доступне тут. Доступ 21 серпня 2017 року.
Берг, Джеремі М. «Гліколіз - шлях до перетворення енергії у багатьох організмах». Біохімія. 5-е видання., Національна медична бібліотека США, 1 січня 1970 р., Доступне тут. Доступ 21 серпня 2017 року.

Надано зображення:

1. «Гліколіз» WYassineMrabet - власна робота (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons
2. "Цикл лимонної кислоти noi" Нараянське (розмова) - Модифікована версія зображення: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons