Kulcs különbség – glikolízis vs TCA ciklus
A légzés olyan folyamat, amely egy sor reakciót vesz fel, amelyeket oxidációs és redukciós reakciók, valamint elektrontranszfer kapcsolnak össze. A légzés végén az élőlények energiát termelnek, amelyet az anyagcsere folyamataikhoz hasznosítanak. Ezt az energiát ATP (a sejtek energiavalutája) formájában állítják elő. Az aerob légzés során az oxigénmolekulák végső elektronakceptorként működnek, és redukálódnak, és víz keletkezik. Ez elektrokémiai gradienst hoz létre, amely az ATP szintézisét hajtja végre. Az aerob légzés három fő fázisból áll, ahol a szénmolekulák enzimkatalizált reakciók során átrendeződnek, és ATP-t eredményeznek. Az első fázis, amely mind az aerobokban, mind az anaerobokban közös, a glikolitikus folyamat, ahol a cukorszubsztrát, főleg a glükóz, két piruvát molekulává katabolizálódik. Ez az átalakítás két ATP-molekulát és két NADH-molekulát eredményez. A második fázis a trikarbonsav (TCA) ciklus, amely a központi csomópont, ahol az összes anyagcsereút intermedierje összekapcsolódik, hogy hozzájáruljon az energiatermeléshez NADH, FADH2 és két CO2 molekula termeléséveloxidációs-redukciós reakciókon keresztül. A TCA ciklus csak aerobokban megy végbe. Mindkét folyamatban szubsztrát szintű foszforiláció megy végbe az energiatermelés érdekében. A legfontosabb különbség a glikolízis és a TCA ciklus között az, hogy a glikolízis a citoplazmában, míg a TCA ciklus a mitokondriumokban megy végbe.
Mi a glikolízis?
A glikolízis vagy az Embden-Meyerhof Pathway az energiatermelés első lépése, és mind az aerobok, mind az anaerobok citoszoljában zajlik. Ez egy enzimkatalizált reakcióeljárás, amely tíz reakciólépésből áll. A glikolízis során a cukormolekulák foszforilálódnak, és a sejtben bezáródnak, hogy két piruvát molekulává (három szénatomos vegyület) katabolizálódjanak, amelyek a glikolízis végtermékei.
Glikolízis szakaszai
Három fő szakasza van, az alábbiak szerint:
Előkészületi szakasz
Ebben a szakaszban a hat szénatomot tartalmazó cukormaradékok foszforilálódnak és a sejtben csapdába esnek. Az előkészítő fázis egy energiaigényes fázis, amelyben két ATP-molekula kerül felhasználásra.
Dekoltációs szakasz
E fázis alatt a 6 szénatomos molekula két foszforilált 3 szénatomos maradékra hasad.
Fizetési szakasz
Ez a glikolízis utolsó szakasza, ahol az ATP és a NADH szintetizálódik. Minden 6 széntartalmú cukorszubsztrátumhoz 4 ATP molekula, 2 NADH molekula és 2 piruvát molekula keletkezik; így ez a glikolízis energiatermelő fázisa.
01. ábra: Glikolízis
A glikolízis általános reakciója
Glükóz + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Piruvát + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
ATP nettó termelése=2ATP
Mi az a TCA ciklus?
TCA ciklus, más néven citromsav ciklus vagy Krebs ciklus, a mitokondriumok mátrixában megy végbe. Az aerob légzés része; ennélfogva csak aerobokban játszódik le. A TCA-ciklus egy ciklikus, enzimkatalizált útvonal, ahol egy 4 szénatomos szubsztrát (oxál-ecetsav) 2 szénatomos acetil-CoA-t fogad el, és így 6 szénatomos molekulát (citrátot) eredményez. A citrát ciklikus metabolikus úton két szén-dioxid-molekulát, két NADH-molekulát, egy FADH2 -molekulát és egy GTP-molekulát termel. A TCA-ciklus elsődleges feladata a nagy energiájú elektronok kinyerése a szén-üzemanyagból. Ezek a nagy energiájú elektronok azután átkerülnek az elektrontranszport láncba, amely az aerob légzés utolsó szakasza az ATP szintéziséhez. A TCA ciklus a szénhidrátok, aminosavak, zsírsavak és nukleotidok oxidációjának végső közös útjaként is működik. A szénhidrátok és zsírsavak acetil-koenzim A-ként, míg az aminosavak α-ketoglutarátként, a nukleotidok pedig fumarátként lépnek be a TCA-ciklusba.
02. ábra: TCA ciklus
A TCA-ciklus általános reakciója
Acetil Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Mi a hasonlóság a glikolízis és a TCA-ciklus között?
- A glikolízis és a TCA-ciklus enzimkatalizált reakciók sorozatából áll.
- Mindkét eljárásban szubsztrát szintű foszforiláció megy végbe.
- Mindkét folyamat NADH-t, H2O-t termel termékként.
- Mindkét folyamatot a hormonális szabályozás, az alloszterikus szabályozás és a végtermék-gátlás (visszacsatolási mechanizmusok) szabályozzák.
Mi a különbség a glikolízis és a TCA-ciklus között?
Glikolízis vs TCA ciklus |
|
| A glikolízis az a folyamat, amelyben 6 szénatomos cukor (monoszacharid) molekula enzimkatalizált reakciók révén 3 szénatomos piruvát molekulákká katabolizálódik. | A TCA-ciklus az a folyamat, amelyben a szénmolekulákban tárolt energiát összegyűjtik, hogy elektronban gazdag vegyületeket állítsanak elő az elektrontranszport-lánchoz, hogy oxidatív foszforiláción keresztül ATP-t szintetizáljanak. |
| Reakció helye | |
| A glikolízis a citoszolban megy végbe. | TCA ciklus a mitokondriumok mátrixában megy végbe. |
| Oxigénszükséglet | |
| A glikolízis aerob és anaerob körülmények között is előfordulhat. | A TCA ciklus szigorúan aerob. |
| Kiinduló vegyület | |
| Hat szén-monoszacharid (glükóz) a glikolízis kiindulási szubsztrátja. | Négy szénatomos oxálacetát a TCA-ciklus kiinduló szubsztrátja. |
| Végtermékek | |
| Két piruvát-molekula, két ATP-molekula és két NADH-molekula a glikolízis végtermékei. | Két CO2, egy GTP, három NADH és egy FADH2 a TCA-ciklus végtermékei. |
| Reakciók sorrendje | |
| A glikolitikus reakciók lineáris sorrendben mennek végbe. | A TCA ciklus ciklikus sorozaton keresztül megy végbe. |
| CO bevonása2 | |
| CO2-ra nincs szükség, vagy nem keletkezik a glikolízis során. | CO2 keletkezik a TCA ciklus minden acetil-ko-A molekulájához. |
| ATP fogyasztás | |
| 2 ATP-molekulát a glikolitikus út vesz fel. | Az ATP-molekulák nem kerülnek felhasználásra a TCA-ciklusban. |
Összefoglaló – Glikolízis vs TCA ciklus
A glikolízis és a TCA-ciklus két létfontosságú anyagcsere-útvonal, amelyek részt vesznek a szénhidrátok, fehérjék, zsírok és nukleinsavak makromolekuláiból származó szén közbenső termékeken keresztüli energiatermelésben. Mindkét folyamat enzim által közvetített, és a sejt/szervezet energiaigénye alapján állandó szabályozás alatt áll, és ezeknek a folyamatoknak a sebessége különböző körülmények között változik, mint például az éhgyomor, a jóllakott állapot, az éhezés és a terheléses állapot. Fontos a glikolitikus út és a TCA-ciklus szabályozásának tanulmányozása annak érdekében, hogy biokémiai összefüggéseket lehessen levezetni a szervezetben fellépő metabolikus egyensúlyhiány kezelésére. A glikolízis a légzés kezdeményező folyamata, a TCA ciklus pedig az aerob légzés második fő fázisa, amely a légzés utolsó szakaszához kapcsolódik (elektrontranszport lánc). A glikolízis a citoplazmában megy végbe, és piruvátokat termel; ezek a piruvátok bejutnak a mitokondriumokba és segítik a TCA ciklust. A glikolízis történhet aerob és anaerob szervezetekben is. A TCA-ciklus azonban csak aerob szervezetekben fordul elő, mivel aerob körülményekre van szükség. Ez a különbség a glikolízis és a TCA ciklus között.
A glikolízis vs TCA ciklus PDF verziójának letöltése
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet jegyzetének megfelelően. Kérjük, töltse le a PDF-verziót innen: Különbség a glikolízis és a TCA-ciklus között.
