Klíčový rozdíl - cyklus glykolýzy vs TCA
Dýchání je proces, který zabírá řadu reakcí, které jsou spojeny oxidačními a redukčními reakcemi a přenosem elektronů. Na konci dýchání organismy produkují energii, kterou mohou využívat pro své metabolické procesy. Tato energie se vyrábí ve formě ATP (energetická měna buněk). Během aerobního dýchání působí molekuly kyslíku jako konečné akceptory elektronů a jsou redukovány za vzniku vody. To vytváří elektrochemický gradient, který řídí syntézu ATP. Aerobní dýchání se skládá ze tří hlavních fází, kde jsou molekuly uhlíku přeskupeny pomocí řady enzymem katalyzovaných reakcí za vzniku ATP. První fází, společnou jak pro aerobní, tak pro anaerobní bakterie, je glykolytická cesta, při které je cukrový substrát, zejména glukóza, katabolizován na dvě molekuly pyruvátu. Tato přeměna produkuje dvě molekuly ATP a dvě molekuly NADH. Druhou fází je cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA), což je centrální uzel, kde se spojují meziprodukty všech metabolických drah a přispívají k produkci energie produkcí NADH, FADH2 a dvou molekul CO2 prostřednictvím oxidačně-redukčních reakcí. Cyklus TCA probíhá pouze v aerobech. V obou těchto procesech probíhá fosforylace na úrovni substrátu k výrobě energie. Klíčovým rozdílem mezi glykolýzou a TCA cyklem je, že glykolýza probíhá v cytoplazmě, zatímco TCA cyklus probíhá v mitochondriích.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to glykolýza
3. Co je to TCA cyklus
4. Podobnosti mezi glykolýzou a TCA cyklem
5. Porovnání vedle sebe - glykolýza vs. TCA cyklus ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je to glykolýza?
Glykolýza neboli cesta Embden-Meyerhof je prvním krokem výroby energie a probíhá v cytosolu jak aerobních, tak anaerobních látek. Jedná se o enzymem katalyzovaný reakční postup zahrnující deset reakčních kroků. Při glykolýze jsou molekuly cukru fosforylovány a zachyceny v buňce, aby se katabolizovaly na dvě molekuly pyruvátu (tři sloučeniny uhlíku), které jsou konečnými produkty glykolýzy.
Fáze glykolýzy
Má tři hlavní fáze:
Přípravná fáze
V této fázi jsou zbytky cukru, které obsahují šest atomů uhlíku, fosforylovány a zachyceny v buňce. Přípravná fáze je fáze vyžadující energii, kde jsou použity dvě molekuly ATP.
Fáze štěpení
Během této fáze se 6-uhlíková molekula štěpí na dva fosforylované 3-uhlíkové zbytky.
Vyplatit fázi
Toto je poslední fáze glykolýzy, kde se syntetizují ATP a NADH. Pro každých 6 uhlíkových cukrových substrátů jsou vyrobeny 4 molekuly ATP, 2 molekuly NADH a 2 molekuly pyruvátu; jedná se tedy o fázi výroby energie glykolýzy.
Obrázek 01: Glykolýza
Celková reakce glykolýzy
Glukóza + 2P i + + 4ADP 2NAD + + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H 2 O + 2H +
Čistá produkce ATP = 2ATP
Co je to TCA cyklus?
TCA cyklus, označovaný také jako cyklus kyseliny citronové nebo Krebsův cyklus, probíhá v matrici mitochondrií. Je to součást aerobního dýchání; proto se odehrává pouze v aerobech. TCA cyklus je cyklická, enzymem katalyzovaná dráha, kde 4-uhlíkový substrát (kyselina oxalooctová) přijímá 2-uhlíkový Acetyl CoA za vzniku 6-uhlíkové molekuly (citrát). Citrát prochází cyklickou metabolickou cestou k produkci dvou molekul oxidu uhličitého, dvou molekul NADH, jedné FADH 2molekula a jedna molekula GTP. Primární funkcí cyklu TCA je získávání vysokoenergetických elektronů z uhlíkových paliv. Tyto vysokoenergetické elektrony jsou poté přeneseny do elektronového transportního řetězce, který je konečnou fází aerobního dýchání pro syntézu ATP. TCA cyklus také funguje jako poslední společná cesta pro oxidaci sacharidů, aminokyselin, mastných kyselin a nukleotidů. Sacharidy a mastné kyseliny vstupují do cyklu TCA jako acetyl koenzym A, zatímco aminokyseliny vstupují do cyklu TCA jako α - ketoglutarát a nukleotidy jako fumarát.
Obrázek 02: TCA cyklus
Celková reakce cyklu TCA
Acetyl Co A + 3 NAD + + FAD + HDP + 2P i + 2 H 2 O → 2CO 2 + 3NADH + FADH 2 + GTP + 3H +
Jaké jsou podobnosti mezi glykolýzou a TCA cyklem?
- Glykolýza a TCA cyklus zahrnují řadu reakcí katalyzovaných enzymy.
- V obou procesech probíhá fosforylace na úrovni substrátu.
- Oba procesy produkují NADH, H 2 O, jako produktů.
- Oba procesy jsou regulovány prostřednictvím hormonální kontroly, alosterické regulace a inhibice konečného produktu (mechanismy zpětné vazby).
Jaký je rozdíl mezi glykolýzou a TCA cyklem?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Cyklus glykolýzy vs TCA |
|
| Glykolýza je proces, při kterém se 6 molekul uhlíkového cukru (monosacharid) katabolizuje na 3-uhlíkaté pyruvátové molekuly pomocí enzymem katalyzovaných reakcí. | TCA cyklus je proces, při kterém se energie uložená v molekulách uhlíku sklízí za vzniku sloučenin bohatých na elektrony pro elektronový transportní řetězec k syntéze ATP prostřednictvím oxidační fosforylace. |
| Místo reakce | |
| V cytosolu dochází ke glykolýze. | TCA cyklus se vyskytuje v matrici mitochondrií. |
| Požadavek kyslíku | |
| Glykolýza může nastat za aerobních i anaerobních podmínek. | Cyklus TCA je přísně aerobní. |
| Počáteční směs | |
| Šest monosacharidů uhlíku (glukóza) je výchozím substrátem glykolýzy. | Oxaloacetát se čtyřmi uhlíky je výchozím substrátem cyklu TCA. |
| Konečné produkty | |
| Konečné produkty glykolýzy jsou dvě molekuly pyruvátu, dvě molekuly ATP a dvě molekuly NADH. | Dva CO2, jeden GTP, tři NADH a jeden FADH2 jsou konečnými produkty cyklu TCA. |
| Posloupnost reakcí | |
| Glykolytické reakce probíhají jako lineární sekvence. | K cyklu TCA dochází cyklickou sekvencí. |
| Zapojení CO 2 | |
| Během glykolýzy není CO2 vyžadován ani produkován. | CO2 se produkuje pro každou molekulu acetyl co A cyklu TCA. |
| Spotřeba ATP | |
| 2 molekuly ATP jsou spotřebovány glykolytickou cestou. | Molekuly ATP se v cyklu TCA nepoužívají. |
Shrnutí - Glykolýza vs TCA cyklus
Glykolýza a TCA cyklus jsou dvě životně důležité metabolické cesty podílející se na produkci energie prostřednictvím uhlíkových meziproduktů odvozených z makromolekul uhlohydrátů, bílkovin, tuků a nukleových kyselin. Oba procesy jsou zprostředkovány enzymy a jsou pod neustálou regulací založenou na energetické potřebě buňky / organismu a rychlosti těchto procesů se liší za různých podmínek, jako je stav nalačno, stav nasycení, stav hladovění a stav cvičení. Je důležité studovat regulaci glykolytické dráhy a TCA cyklu, aby bylo možné odvodit biochemické vztahy k řešení metabolické nerovnováhy v těle. Glykolýza je iniciativní proces dýchání a TCA cyklus je druhou hlavní fází aerobního dýchání, která souvisí s konečnou fází dýchání (elektronový transportní řetězec). Glykolýza probíhá v cytoplazmě a produkuje pyruvát; tyto pyruváty vstupují do mitochondrií a napomáhají cyklu TCA. Glykolýza může probíhat jak u aerobních, tak u anaerobních organismů. Cyklus TCA se však odehrává pouze v aerobních organismech, protože potřebuje aerobní podmínky. To je rozdíl mezi glykolýzou a TCA cyklem.
Stáhněte si PDF verzi glykolýzy vs TCA cyklu
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citace. Stáhněte si zde PDF verzi Rozdíl mezi glykolýzou a TCA cyklem.
