Diferența cheie – Glicoliza vs ciclul TCA
Respirația este un proces care ocupă o serie de reacții care sunt cuplate prin reacții de oxidare și reducere și transfer de electroni. La sfârșitul respirației, organismele produc energie pe care să o utilizeze pentru procesele lor metabolice. Această energie este produsă sub formă de ATP (moneda energetică a celulelor). În timpul respirației aerobe, moleculele de oxigen acționează ca acceptori finali de electroni și sunt reduse pentru a produce apă. Acest lucru creează un gradient electrochimic care conduce sinteza ATP. Respirația aerobă constă din trei faze principale, în care moleculele de carbon sunt rearanjate printr-o serie de reacții catalizate de enzime pentru a produce ATP. Prima fază, comună atât aerobilor, cât și anaerobilor, este calea glicolitică în care substratul de zahăr, în principal glucoza, este catabolizat în două molecule de piruvat. Această conversie produce două molecule de ATP și două molecule de NADH. A doua fază este ciclul acidului tricarboxilic (TCA), care este centrul central unde intermediarii tuturor căilor metabolice se unesc pentru a contribui la producerea de energie prin producerea de NADH, FADH2 și două molecule de CO2prin reacții de oxidare-reducere. Ciclul TCA are loc numai în aerobi. În ambele procese, are loc fosforilarea la nivel de substrat pentru a produce energie. Diferența cheie dintre glicoliză și ciclul TCA este că glicoliza are loc în citoplasmă, în timp ce ciclul TCA are loc în mitocondrii.
Ce este glicoliza?
Glicoliza sau Calea Embden-Meyerhof este primul pas al producerii de energie și are loc în citosolul aerobilor și anaerobilor. Este o procedură de reacție catalizată de enzime care cuprinde zece etape de reacție. În glicoliză, moleculele de zahăr sunt fosforilate și prinse în celulă pentru a se cataboliza în două molecule de piruvat (compuși cu trei atomi de carbon) care sunt produsele finale ale glicolizei.
Stadii de glicoliză
Are trei etape principale, după cum urmează:
Etapa pregătitoare
În această etapă, reziduurile de zahăr care conțin șase atomi de carbon sunt fosforilate și prinse în celulă. Faza pregătitoare este o fază care necesită energie în care sunt utilizate două molecule de ATP.
Etapa de clivaj
În această fază, molecula cu 6 atomi de carbon este scindată în două resturi fosforilate cu 3 atomi de carbon.
Pay off Stage
Aceasta este etapa finală a glicolizei în care sunt sintetizate ATP și NADH. Pentru fiecare substrat de zahăr cu 6 carbon, sunt produse 4 molecule de ATP, 2 molecule de NADH și 2 molecule de piruvat; deci este faza producătoare de energie a glicolizei.
Figura 01: Glicoliza
Reacția generală de glicoliză
Glucoză + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Piruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Producție netă de ATP=2ATP
Ce este ciclul TCA?
Ciclul
TCA, denumit și ciclul acidului citric sau ciclul Krebs, are loc în matricea mitocondriilor. Este o parte a respirației aerobe; prin urmare, are loc numai în aerobi. Ciclul TCA este o cale ciclică, catalizată de enzime, în care un substrat cu 4 atomi de carbon (acid oxaloacetic) acceptă Acetil CoA cu 2 atomi de carbon pentru a produce o moleculă cu 6 atomi de carbon (citrat). Citratul trece printr-o cale metabolică ciclică pentru a produce două molecule de dioxid de carbon, două molecule de NADH, o moleculă FADH2și o moleculă de GTP. Funcția principală a ciclului TCA este de a recolta electroni de mare energie din combustibilii de carbon. Acești electroni de în altă energie sunt apoi transferați în lanțul de transport de electroni, care este etapa finală a respirației aerobe pentru sinteza ATP. Ciclul TCA acționează și ca cale finală comună pentru oxidarea carbohidraților, aminoacizilor, acizilor grași și nucleotidelor. Carbohidrații și acizii grași intră în ciclul TCA ca acetil coenzima A, în timp ce aminoacizii intră în ciclul TCA ca α – cetoglutarat și nucleotidele sub formă de fumarat.
Figura 02: Ciclul TCA
Reacția generală a ciclului TCA
Acetil Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Care sunt asemănările dintre glicoliză și ciclul TCA?
- Glicoliza și ciclul TCA cuprind serii de reacții catalizate de enzime.
- În ambele procese are loc fosforilarea la nivel de substrat.
- Ambele procese produc NADH, H2O ca produse.
- Ambele procese sunt reglate prin control hormonal, reglare alosterică și inhibarea produsului final (mecanisme de feedback).
Care este diferența dintre glicoliză și ciclul TCA?
Glicoliza vs ciclu TCA |
|
| Glicoliza este procesul prin care moleculele de zahăr cu 6 atomi de carbon (monozaharide) sunt catabolizate în molecule de piruvat cu 3 atomi de carbon prin reacții catalizate de enzime. | Ciclul TCA este procesul prin care energia stocată în moleculele de carbon este recoltată pentru a produce compuși bogați în electroni pentru lanțul de transport de electroni pentru a sintetiza ATP prin fosforilare oxidativă. |
| Site de reacție | |
| Glicoliza are loc în citosol. | Ciclul TCA are loc în matricea mitocondriilor. |
| Necesar de oxigen | |
| Glicoliza poate apărea atât în condiții aerobe, cât și în condiții anaerobe. | Ciclul TCA este strict aerobic. |
| Compus de pornire | |
| Monozaharida cu șase atomi de carbon (glucoza) este substratul de pornire al glicolizei. | Oxalacetatul cu patru carboni este substratul de pornire al ciclului TCA. |
| Produse finale | |
| Două molecule de piruvat, două molecule de ATP și două molecule de NADH sunt produsele finale ale glicolizei. | Două CO2, un GTP, trei NADH și un FADH2 sunt produsele finale ale ciclului TCA. |
| Secvența de reacții | |
| Reacțiile glicolitice apar ca o secvență liniară. | Ciclul TCA are loc printr-o secvență ciclică. |
| Implicarea CO2 | |
| CO2 nu este necesar sau produs în timpul glicolizei. | CO2 este produs pentru fiecare moleculă de acetil co A din ciclul TCA. |
| Consum de ATP | |
| 2 molecule de ATP sunt consumate de calea glicolitică. | Moleculele ATP nu sunt utilizate în ciclul TCA. |
Rezumat – Glicoliza vs ciclu TCA
Glicoliza și ciclul TCA sunt două căi metabolice vitale implicate în producerea de energie prin intermediari de carbon derivați din macromoleculele carbohidrați, proteine, grăsimi și acizi nucleici. Ambele procese sunt mediate de enzime și sunt reglementate constant pe baza necesarului de energie al celulei/organismului, iar ratele acestor procese diferă în diferite condiții, cum ar fi starea de post, starea de bine hrănită, starea de foame și starea de exercițiu. Este important să se studieze reglarea căii glicolitice și a ciclului TCA pentru a deriva relații biochimice pentru a aborda dezechilibrele metabolice din organism. Glicoliza este procesul inițiativ al respirației, iar ciclul TCA este a doua fază majoră a respirației aerobe, care se conectează cu etapa finală a respirației (lanțul de transport de electroni). Glicoliza are loc în citoplasmă și produce piruvați; acești piruvați intră în mitocondrii și ajută la ciclul TCA. Glicoliza se poate produce atât sub organisme aerobe, cât și anaerobe. Cu toate acestea, ciclul TCA are loc numai în organismele aerobe, deoarece are nevoie de condiții aerobe. Aceasta este diferența dintre glicoliză și ciclul TCA.
Descărcați versiunea PDF a ciclului glicoliză vs TCA
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre glicoliză și ciclul TCA.
