Βασική διαφορά – Γλυκόλυση έναντι Κύκλου TCA
Η αναπνοή είναι μια διαδικασία που καταλαμβάνει μια σειρά αντιδράσεων που συνδέονται με αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής και μεταφορά ηλεκτρονίων. Στο τέλος της αναπνοής, οι οργανισμοί παράγουν ενέργεια για να τη χρησιμοποιήσουν για τις μεταβολικές τους διεργασίες. Αυτή η ενέργεια παράγεται με τη μορφή ATP (ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων). Κατά τη διάρκεια της αερόβιας αναπνοής, τα μόρια οξυγόνου λειτουργούν ως οι τελικοί δέκτες ηλεκτρονίων και μειώνονται για να παράγουν νερό. Αυτό δημιουργεί μια ηλεκτροχημική κλίση που οδηγεί τη σύνθεση ATP. Η αερόβια αναπνοή αποτελείται από τρεις κύριες φάσεις, όπου τα μόρια άνθρακα αναδιατάσσονται μέσω μιας σειράς αντιδράσεων που καταλύονται από ένζυμα για να δώσουν ATP. Η πρώτη φάση, κοινή τόσο στα αερόβια όσο και στα αναερόβια, είναι η γλυκολυτική οδός όπου το υπόστρωμα του σακχάρου, κυρίως η γλυκόζη, καταβολίζεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού. Αυτή η μετατροπή παράγει δύο μόρια ATP και δύο μόρια NADH. Η δεύτερη φάση είναι ο κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA), ο οποίος είναι ο κεντρικός κόμβος όπου τα ενδιάμεσα όλων των μεταβολικών οδών ενώνονται για να συμβάλουν στην παραγωγή ενέργειας παράγοντας NADH, FADH2 και δύο μόρια CO2μέσω αντιδράσεων οξείδωσης-αναγωγής. Ο κύκλος TCA λαμβάνει χώρα μόνο σε αερόβια. Και στις δύο αυτές διαδικασίες, λαμβάνει χώρα φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος για την παραγωγή ενέργειας. Η βασική διαφορά μεταξύ γλυκόλυσης και κύκλου TCA είναι ότι η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα ενώ ο κύκλος TCA συμβαίνει στα μιτοχόνδρια.
Τι είναι η γλυκόλυση;
Η γλυκόλυση ή το μονοπάτι Embden-Meyerhof είναι το πρώτο βήμα παραγωγής ενέργειας και λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα τόσο των αερόβιων όσο και των αναερόβιων. Είναι μια διαδικασία αντίδρασης που καταλύεται με ένζυμα που περιλαμβάνει δέκα στάδια αντίδρασης. Στη γλυκόλυση, τα μόρια σακχάρου φωσφορυλιώνονται και παγιδεύονται στο κύτταρο για να καταβολιστούν σε δύο μόρια πυροσταφυλικού άλατος (ένωση τριών άνθρακα) που είναι τα τελικά προϊόντα της γλυκόλυσης.
Στάδια γλυκόλυσης
Έχει τρία κύρια στάδια ως εξής:
Προπαρασκευαστικό Στάδιο
Σε αυτό το στάδιο, τα υπολείμματα ζάχαρης που περιέχουν έξι άτομα άνθρακα φωσφορυλιώνονται και παγιδεύονται στο κύτταρο. Η προπαρασκευαστική φάση είναι μια φάση που απαιτεί ενέργεια όπου χρησιμοποιούνται δύο μόρια ATP.
Στάδιο διάσπασης
Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, το μόριο των 6 άνθρακα διασπάται σε δύο φωσφορυλιωμένα υπολείμματα 3 άνθρακα.
Στάδιο πληρωμής
Αυτό είναι το τελικό στάδιο της γλυκόλυσης όπου συντίθενται το ATP και το NADH. Για κάθε υπόστρωμα ζάχαρης 6 άνθρακα, παράγονται 4 μόρια ATP, 2 μόρια NADH και 2 μόρια πυροσταφυλικού. επομένως είναι η φάση παραγωγής ενέργειας της γλυκόλυσης.
Εικόνα 01: Γλυκόλυση
Συνολική αντίδραση της γλυκόλυσης
Γλυκόζη + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Πυρουβικό + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Καθαρή παραγωγή ATP=2ATP
Τι είναι ο κύκλος TCA;
Ο κύκλος
TCA, που αναφέρεται επίσης ως κύκλος κιτρικού οξέος ή κύκλος Krebs, λαμβάνει χώρα στη μήτρα των μιτοχονδρίων. Είναι μέρος της αερόβιας αναπνοής. Ως εκ τούτου, λαμβάνει χώρα μόνο σε αερόβια. Ο κύκλος TCA είναι μια κυκλική, καταλυόμενη από ένζυμα οδός όπου ένα υπόστρωμα 4 άνθρακα (οξαλοξικό οξύ) δέχεται ακετυλ CoA 2 άνθρακα για να δώσει ένα μόριο 6 άνθρακα (κιτρικό). Το κιτρικό άλας υφίσταται μια κυκλική μεταβολική οδό για να παράγει δύο μόρια διοξειδίου του άνθρακα, δύο μόρια NADH, ένα FADH2 μόριο και ένα μόριο GTP. Η κύρια λειτουργία του κύκλου TCA είναι η συλλογή ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας από καύσιμα άνθρακα. Αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας στη συνέχεια μεταφέρονται στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, η οποία είναι το τελικό στάδιο της αερόβιας αναπνοής για τη σύνθεση του ATP. Ο κύκλος TCA λειτουργεί επίσης ως η τελική κοινή οδός για την οξείδωση υδατανθράκων, αμινοξέων, λιπαρών οξέων και νουκλεοτιδίων. Οι υδατάνθρακες και τα λιπαρά οξέα εισέρχονται στον κύκλο TCA ως ακετυλοσυνένζυμο Α, ενώ τα αμινοξέα εισέρχονται στον κύκλο TCA ως α – κετογλουταρικό και τα νουκλεοτίδια ως φουμαρικά.
Εικόνα 02: Κύκλος TCA
Συνολική αντίδραση του κύκλου TCA
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου TCA;
- Η γλυκόλυση και ο κύκλος TCA περιλαμβάνουν σειρές αντιδράσεων που καταλύονται από ένζυμα.
- Και στις δύο διαδικασίες, λαμβάνει χώρα φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος.
- Και οι δύο διαδικασίες παράγουν NADH, H2O ως προϊόντα.
- Και οι δύο διαδικασίες ρυθμίζονται μέσω ορμονικού ελέγχου, αλλοστερικής ρύθμισης και αναστολής τελικού προϊόντος (μηχανισμοί ανάδρασης).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου TCA;
Γλυκόλυση έναντι Κύκλου TCA |
|
| Γλυκόλυση είναι η διαδικασία όπου 6 μόρια σακχάρου άνθρακα (μονοσακχαρίτης) καταβολίζονται σε μόρια πυροσταφυλικού άνθρακα 3 μέσω αντιδράσεων που καταλύονται από ένζυμα. | Ο κύκλος TCA είναι η διαδικασία κατά την οποία η ενέργεια που αποθηκεύεται στα μόρια άνθρακα συλλέγεται για να παραχθούν ενώσεις πλούσιες σε ηλεκτρόνια για την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων για τη σύνθεση ATP μέσω οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. |
| Site of Reaction | |
| Η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα. | Ο κύκλος TCA εμφανίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων. |
| Απαίτηση οξυγόνου | |
| Η γλυκόλυση μπορεί να συμβεί τόσο σε αερόβιες όσο και σε αναερόβιες συνθήκες. | Ο κύκλος TCA είναι αυστηρά αερόβιος. |
| Σύνδεση εκκίνησης | |
| Μονοσακχαρίτης έξι άνθρακα (γλυκόζη) είναι το αρχικό υπόστρωμα της γλυκόλυσης. | Οξαλοοξικό τεσσάρων άνθρακα είναι το αρχικό υπόστρωμα του κύκλου TCA. |
| Τελικά προϊόντα | |
| Δύο μόρια πυροσταφυλικού, δύο μόρια ATP και δύο μόρια NADH είναι τα τελικά προϊόντα της γλυκόλυσης. | Δύο CO2, ένα GTP, τρία NADH και ένα FADH2 είναι τα τελικά προϊόντα του κύκλου TCA. |
| Ακολουθία Αντιδράσεων | |
| Οι γλυκολυτικές αντιδράσεις εμφανίζονται ως γραμμική αλληλουχία. | Ο κύκλος TCA λαμβάνει χώρα μέσω μιας κυκλικής ακολουθίας. |
| Συμμετοχή CO2 | |
| Το CO2 δεν απαιτείται ούτε παράγεται κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης. | Το CO2 παράγεται για κάθε μόριο ακετυλοσυν-Α του κύκλου TCA. |
| Κατανάλωση ATP | |
| 2 Τα μόρια ATP καταναλώνονται από τη γλυκολυτική οδό. | Τα μόρια ATP δεν χρησιμοποιούνται στον κύκλο TCA. |
Σύνοψη – Γλυκόλυση έναντι Κύκλου TCA
Η γλυκόλυση και ο κύκλος TCA είναι δύο ζωτικής σημασίας μεταβολικές οδοί που εμπλέκονται στην παραγωγή ενέργειας μέσω ενδιαμέσων άνθρακα που προέρχονται από τα μακρομόρια υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη και νουκλεϊκά οξέα. Και οι δύο διεργασίες διαμεσολαβούνται από ένζυμα και βρίσκονται υπό συνεχή ρύθμιση με βάση την ενεργειακή απαίτηση του κυττάρου/οργανισμού και οι ρυθμοί αυτών των διεργασιών διαφέρουν υπό διάφορες συνθήκες όπως η κατάσταση νηστείας, η καλή σίτιση, η κατάσταση ασιτίας και η κατάσταση άσκησης. Είναι σημαντικό να μελετηθεί η ρύθμιση της γλυκολυτικής οδού και του κύκλου TCA προκειμένου να εξαχθούν βιοχημικές σχέσεις για την αντιμετώπιση των μεταβολικών ανισορροπιών στο σώμα. Η γλυκόλυση είναι η διαδικασία πρωτοβουλίας της αναπνοής και ο κύκλος TCA είναι η δεύτερη σημαντική φάση της αερόβιας αναπνοής που συνδέεται με το τελικό στάδιο της αναπνοής (αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων). Η γλυκόλυση συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα και παράγει πυροσταφυλικά. Αυτά τα πυροσταφυλικά εισέρχονται στα μιτοχόνδρια και βοηθούν στον κύκλο TCA. Η γλυκόλυση μπορεί να συμβεί τόσο σε αερόβιους όσο και σε αναερόβιους οργανισμούς. Ωστόσο, ο κύκλος TCA συμβαίνει μόνο σε αερόβιους οργανισμούς, καθώς χρειάζεται αερόβιες συνθήκες. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου TCA.
Λήψη έκδοσης PDF του Glycolysis vs TCA Cycle
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ γλυκόλυσης και κύκλου TCA.
