Ключова разлика – Гликолиза срещу TCA цикъл
Дишането е процес, който включва поредица от реакции, които са свързани с реакции на окисление и редукция и пренос на електрони. В края на дишането организмите произвеждат енергия, която да използват за своите метаболитни процеси. Тази енергия се произвежда под формата на АТФ (енергийна валута на клетките). По време на аеробно дишане, кислородните молекули действат като крайни акцептори на електрони и се редуцират, за да произвеждат вода. Това създава електрохимичен градиент, който задвижва синтеза на АТФ. Аеробното дишане се състои от три основни фази, при които въглеродните молекули се пренареждат чрез серия от ензимно катализирани реакции, за да се получи АТФ. Първата фаза, обща за аеробите и анаеробите, е гликолитичният път, при който захарният субстрат, главно глюкозата, се катаболизира до две пируватни молекули. Това преобразуване произвежда две ATP молекули и две NADH молекули. Втората фаза е цикълът на трикарбоксилната киселина (TCA), който е централният център, където междинните продукти на всички метаболитни пътища се съединяват, за да допринесат за производството на енергия, като произвеждат NADH, FADH2 и две молекули CO2чрез окислително-редукционни реакции. TCA цикълът се извършва само в аероби. И в двата процеса се извършва фосфорилиране на ниво субстрат, за да се произведе енергия. Ключовата разлика между гликолизата и TCA цикъла е, че гликолизата се случва в цитоплазмата, докато TCA цикълът се случва в митохондриите.
Какво е гликолиза?
Гликолизата или пътят на Embden-Meyerhof е първата стъпка в производството на енергия и се извършва в цитозола както на аероби, така и на анаероби. Това е ензимно катализирана реакционна процедура, състояща се от десет етапа на реакция. При гликолизата захарните молекули се фосфорилират и се улавят в клетката, за да се катаболизират в две пируватни молекули (три въглеродни съединения), които са крайните продукти на гликолизата.
Етапи на гликолиза
Има три основни етапа, както следва:
Подготвителен етап
В този етап захарните остатъци, които съдържат шест въглеродни атома, се фосфорилират и се улавят в клетката. Подготвителната фаза е фаза, изискваща енергия, в която се използват две ATP молекули.
Етап на разцепване
По време на тази фаза 6-въглеродната молекула се разцепва на два фосфорилирани 3-въглеродни остатъка.
Етап на изплащане
Това е последният етап на гликолизата, където се синтезират ATP и NADH. За всеки 6 въглероден захарен субстрат се произвеждат 4 ATP молекули, 2 NADH молекули и 2 пируватни молекули; следователно това е фазата на производство на енергия на гликолизата.
Фигура 01: Гликолиза
Обща реакция на гликолиза
Глюкоза + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Нетно производство на ATP=2ATP
Какво е TCA цикъл?
TCA цикъл, наричан още цикъл на лимонената киселина или цикъл на Кребс, се провежда в матрицата на митохондриите. Това е част от аеробното дишане; следователно се извършва 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 през цикличен метаболитен път, за да произведе две молекули въглероден диоксид, две NADH молекули, една FADH2 молекула и една GTP молекула. Основната функция на цикъла TCA е да събира електрони с висока енергия от въглеродни горива. Тези високоенергийни електрони след това се прехвърлят към електронната транспортна верига, която е последният етап от аеробното дишане за синтеза на АТФ. TCA цикълът също така действа като крайния общ път за окисление на въглехидрати, аминокиселини, мастни киселини и нуклеотиди. Въглехидратите и мастните киселини влизат в цикъла на ТСА като ацетил коензим А, докато аминокиселините влизат в цикъла на ТСА като α – кетоглутарат, а нуклеотидите като фумарат.
Фигура 02: TCA цикъл
Обща реакция на TCA цикъл
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Какви са приликите между гликолизата и TCA цикъла?
- Гликолизата и TCA цикълът се състоят от серия от ензимно катализирани реакции.
- И в двата процеса се извършва фосфорилиране на ниво субстрат.
- 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 |
|
| Гликолизата 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, съхранена в въглеродните молекули, се събира, за да се произведат богати на електрони съединения за електронна транспортна верига за синтезиране на АТФ чрез окислително фосфорилиране. |
| Място на реакция | |
| Гликолизата протича в цитозола. | TCA цикълът се случва в матрицата на митохондриите. |
| Изисквания за кислород | |
| Гликолизата може да настъпи както при аеробни, така и при анаеробни условия. | TCA цикълът е строго аеробен. |
| Начално съединение | |
| Шест въглероден монозахарид (глюкоза) е началният субстрат на гликолизата. | Оксалоацетатът с четири въглерода е началният субстрат на TCA цикъла. |
| Крайни продукти | |
| Две молекули пируват, две молекули ATP и две молекули NADH са крайните продукти на гликолизата. | Два CO2, един GTP, три NADH и един FADH2 са крайните продукти на TCA цикъла. |
| Поредица от реакции | |
| Гликолитичните реакции протичат като линейна последователност. | TCA цикълът се осъществява чрез циклична последователност. |
| Участие на CO2 | |
| CO2 не се изисква или произвежда по време на гликолизата. | CO2 се произвежда за всяка молекула ацетил co A от TCA цикъл. |
| Консумация на ATP | |
| 2 ATP молекулите се изразходват от гликолитичния път. | ATP молекулите не се използват в TCA цикъла. |
Обобщение – Гликолиза срещу TCA цикъл
Гликолизата и TCA цикълът са два жизненоважни метаболитни пътя, участващи в производството на енергия чрез въглеродни междинни продукти, 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, добре нахранено състояние, състояние на гладуване и състояние на упражнения. Важно е да се изследва регулирането на гликолитичния път и цикъла на ТСА, за да се изведат биохимични връзки за справяне с метаболитните дисбаланси в тялото. Гликолизата е инициативният процес на дишане, а цикълът на TCA е втората основна фаза на аеробното дишане, която се свързва с крайния етап на дишането (верига за пренос на електрони). Гликолизата се случва в цитоплазмата и произвежда пирувати; тези пирувати влизат в митохондриите и подпомагат цикъла на ТСА. Гликолизата може да се случи както при аеробни, така и при анаеробни организми. Въпреки това, TCA цикълът се случва само в 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 според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между гликолиза и TCA цикъл.
