Разлика между гликолизата и TCA цикъла

Ключова разлика - гликолиза срещу TCA цикъл
 

Респирацията е процес, който заема серия от реакции, които са съчетани от окислителни и редукционни реакции и пренос на електрон. В края на дишането организмите произвеждат енергия, която да използват за метаболитните си процеси. Тази енергия се произвежда под формата на ATP (енергийна валута на клетките). По време на аеробното дишане кислородните молекули действат като крайни приемници на електрон и се редуцират до получаване на вода. Това създава електрохимичен градиент, който задвижва синтеза на АТФ. Аеробното дишане се състои от три основни фази, където въглеродните молекули се пренареждат чрез поредица от ензимни катализирани реакции, за да се получи АТФ. Първата фаза, обща както за аероби, така и за анаероби, е гликолитичният път, при който захарният субстрат, главно глюкозата, се катаболизира до две пируватни молекули. Тази конверсия произвежда две ATP молекули и две NADH молекули. Втората фаза е цикълът на трикарбоксилната киселина (TCA), който е централният център, където междинните съединения на всички метаболитни пътища се присъединяват, за да допринесат за производството на енергия, като произвеждат NADH, FADH2 и две молекули CO₂ чрез окислително-редукционни реакции. TCA цикълът се провежда само в аероби. И в двата процеса се извършва фосфорилиране на нивото на субстрата, за да се произведе енергия. Ключовата разлика между гликолизата и TCA цикъла е тази гликолизата се появява в цитоплазмата, докато цикълът на TCA се проявява в митохондриите.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е гликолиза 
3. Какво е TCA цикъл
4. Прилики между гликолизата и TCA цикъла
5. Паралелно сравнение - Гликолиза срещу TCA цикъл в таблична форма
6. Резюме

Какво е гликолиза?

Гликолиза или Пътят на Embden-Meyerhof е първата стъпка на производството на енергия и се осъществява в цитозола както на аероби, така и на анаероби. Това е ензимно катализирана реакционна процедура, включваща десет реакционни етапа. При гликолиза захарните молекули се фосфорилират и улавят в клетката, за да се катаболизират в две молекули пируват (три въглеродни съединения), които са крайните продукти на гликолизата.

Етапи на гликолиза

Той има три основни етапа, както следва:

Подготвителен етап

На този етап остатъците от захар, които съдържат шест въглеродни атома, се фосфорилират и улавят в клетката. Подготвителната фаза е фаза, изискваща енергия, при която се използват две молекули на АТФ.

Етап на разцепване

По време на тази фаза 6-въглеродна молекула се разцепва на два фосфорилирани 3-въглеродни остатъци.

Изплащане на етап

Това е последният етап на гликолизата, при който се синтезират ATP и NADH. За всеки 6 субстрата въглеродна захар се получават 4 ATP молекули, 2 NADH молекули и 2 молекули Pyruvate; по този начин е фазата на производство на енергия на гликолиза.

Фигура 01: Гликолиза

Цялостна реакция на гликолиза

Глюкоза + 2P_аз + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H₂0 + 2Н⁺

Нетно производство на ATP = 2ATP

Какво е TCA цикъл?

TCA цикъл, наричан също Цикъл на лимонена киселина или Цикъл на Кребс, протича в матрицата на митохондриите. Той е част от аеробното дишане; следователно, той се провежда само в аероби. TCA цикълът е цикличен, ензимно катализиран път, при който 4-въглероден субстрат (оксалооцетна киселина) приема 2-въглероден ацетил CoA, за да се получи 6-въглеродна молекула (цитрат). Цитратът преминава в цикличен метаболитен път за получаване на две молекули въглероден диоксид, две молекули NADH, една FADH₂ молекула и една GTP молекула. Основната функция на TCA цикъла е да събира високоенергийни електрони от въглеродни горива. След това тези високоенергийни електрони се прехвърлят в електронната транспортна верига, което е последният етап на аеробно дишане за синтеза на АТФ. TCA цикълът действа и като последен общ път за окисляване на въглехидрати, аминокиселини, мастни киселини и нуклеотиди. Въглехидрати и мастни киселини влизат в TCA цикъла като ацетил коензим А, докато аминокиселините влизат в TCA цикъла като α - кетоглутарат и нуклеотиди като фумарат.

Фигура 02: TCA цикъл

Цялостна реакция на TCA цикъл

Ацетил Co A + 3 NAD⁺ + FAD + БВП + 2P_аз + 2H₂O → 2CO₂ + 3NADH + FADH₂ + GTP + 3H⁺

Какви са приликите между гликолизата и TCA цикъла?

• Гликолизата и TCA цикълът се състоят от серия от ензимни катализирани реакции.
• И в двата процеса се извършва фосфорилиране на субстрата.
• И двата процеса произвеждат NADH, H₂O като продукти.
• И двата процеса се регулират чрез хормонален контрол, алостерична регулация и инхибиране на крайния продукт (механизми за обратна връзка).

Каква е разликата между гликолизата и TCA цикъла?

Гликолиза срещу TCA цикъл
Гликолиза е процесът, при който 6 молекули въглеродна захар (монозахарид) се катаболизират в 3-въглеродни пируватни молекули чрез ензимно катализирани реакции.	TCA цикълът е процесът, при който енергията, съхранявана в въглеродни молекули, се събира за получаване на богати на електрон съединения за електронна транспортна верига за синтез на АТФ чрез окислително фосфорилиране.
Сайт на реакцията
В цитозола настъпва гликолиза.	TCA цикъл възниква в матрицата на митохондриите.
Изискване на кислород
Гликолизата може да възникне както при аеробни, така и при анаеробни условия.	TCA цикълът е строго аеробен.
Стартово съединение
Шест въглероден монозахарид (глюкоза) е изходният субстрат на гликолизата.	Четири въглероден оксалоацетат е изходният субстрат на TCA цикъла.
Крайни продукти
Две молекули пируват, две ATP молекули и две NADH молекули са крайните продукти на гликолизата.	Два CO2, един GTP, три NADH и един FADH2 са крайните продукти на TCA цикъла.
Последователност на реакциите
Гликолитичните реакции протичат като линейна последователност.	TCA цикъл става чрез циклична последователност.
Участие на СО2
CO2 не се изисква или се произвежда по време на гликолизата.	CO2 се получава за всяка молекула ацетил co A от TCA цикъл.
Консумация на ATP
2 АТФ молекули се консумират по гликолитичния път.	ATP молекулите не се използват в TCA цикъл.

Обобщение - Гликолиза срещу TCA цикъл

Гликолизата и TCA цикълът са два жизненоважни метаболитни пътя, участващи в производството на енергия чрез въглеродни междинни съединения, получени от макромолекулите въглехидрати, протеини, мазнини и нуклеинови киселини. И двата процеса са ензимно медиирани и са под постоянна регулация въз основа на енергийните нужди на клетката / организма и скоростите на тези процеси се различават при различни условия като състояние на гладно, състояние на хранене, състояние на гладуване и състояние на упражняване. Важно е да се проучи регулацията на гликолитичния път и TCA цикъла, за да се получат биохимични връзки за справяне с метаболитните дисбаланси в организма. Гликолизата е инициативен процес на дишане и TCA цикълът е втората основна фаза на аеробно дишане, която се свързва с крайния етап на дишането (електронна транспортна верига). Гликолизата настъпва в цитоплазмата и произвежда пирувати; тези пирувати навлизат в митохондриите и помагат в TCA цикъла. Гликолизата може да се случи както при аеробни, така и при анаеробни организми. TCA цикълът обаче се случва само при аеробни организми, тъй като се нуждае от аеробни условия. Това е разликата между гликолизата и TCA цикъла.

Изтеглете PDF версия на Glycolysis vs TCA Cycle

Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели, съгласно цитираната бележка. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между гликолизата и TCA цикъла.

Препратки:

1. Берг, Джеръми М. „Цикълът на лимонената киселина“. Биохимия. 5-то издание., Национална медицинска библиотека на САЩ, 1 януари 1970 г., достъпно тук. Достъпно на 21 август 2017 г..
Берг, Джеръми М. „Гликолизата е път към преобразуване на енергия в много организми.“ Биохимия. 5-то издание., Национална медицинска библиотека на САЩ, 1 януари 1970 г., достъпно тук. Достъпно на 21 август 2017 г..

С любезност на изображенията:

1. "Гликолиза" от WYassineMrabet - Собствена работа (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia на Commons
2. "Цикъл на лимонена киселина noi" От Narayanese (беседа) - Модифицирана версия на изображение: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia на Commons