Ero glykolyysin ja TCA-syklin välillä

Avainero - glykolyysi vs. TCA-sykli
 

Hengitys on prosessi, joka vie sarjan reaktioita, jotka kytkeytyvät hapetus- ja pelkistysreaktioihin ja elektroninsiirtoon. Hengityksen lopussa organismit tuottavat energiaa hyödyntääkseen aineenvaihduntaansa. Tämä energia tuotetaan ATP: n (solujen energiavaluutta) muodossa. Aerobisen hengityksen aikana happimolekyylit toimivat lopullisina elektroniakseptorina ja pelkistyvät tuottamaan vettä. Tämä luo sähkökemiallisen gradientin, joka ohjaa ATP-synteesiä. Aerobinen hengitys koostuu kolmesta pääfaasista, joissa hiilimolekyylit järjestetään uudelleen läpi entsyymikatalysoitujen reaktioiden sarjan ATP: n tuottamiseksi. Ensimmäinen vaihe, yhteinen sekä aerobille että anaerobille, on glykolyyttinen reitti, jossa sokerisubstraatti, pääasiassa glukoosi, katabolisoituu kahteen pyruvaattimolekyyliin. Tämä muuntaminen tuottaa kaksi ATP-molekyyliä ja kaksi NADH-molekyyliä. Toinen vaihe on trikarboksyylihapposykli (TCA), joka on keskus, jossa kaikkien metabolisten reittien välituotteet yhdistyvät energiantuotantoon tuottamalla NADH, FADH2 ja kaksi CO-molekyyliä₂ hapetus-pelkistysreaktioiden kautta. TCA-sykli tapahtuu vain aerobissa. Molemmissa näissä prosesseissa substraattitason fosforylaatio tapahtuu energian tuottamiseksi. Avainero glykolyysi- ja TCA-syklien välillä on se glykolyysi tapahtuu sytoplasmassa, kun taas TCA-sykli tapahtuu mitokondrioissa.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on glycolysis 
3. Mikä on TCA-sykli
4. Samankaltaisuudet glykolyysin ja TCA-syklin välillä
5. Vertailu rinnakkain - glykolyysi vs. TCA-sykli taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mikä on glycolysis?

Glycolysis tai Embden-Meyerhof -polku on energiantuotannon ensimmäinen askel ja tapahtuu sekä aerobien että anaerobien sytosolissa. Se on entsyymikatalysoitu reaktiomenetelmä, joka käsittää kymmenen reaktiovaihetta. Glykolyysissä sokerimolekyylit fosforyloituvat ja loukkaantuvat soluun kataboloitumaan kahteen pyruvaattimolekyyliin (kolme hiiliyhdistettä), jotka ovat glykolyysin lopputuotteita.

Glykolyysivaiheet

Sillä on kolme päävaihetta seuraavasti:

Valmisteleva vaihe

Tässä vaiheessa sokerijäännökset, jotka sisältävät kuusi hiiliatomia, fosforyloidaan ja loukkuun jäävät soluun. Valmisteleva vaihe on energiaa vaativa vaihe, jossa käytetään kahta ATP-molekyyliä.

Halkaisuvaihe

Tämän vaiheen aikana 6-hiilimolekyyli pilkotaan kahteen fosforyloituun 3-hiilitähteeseen.

Maksa pois vaihe

Tämä on glykolyysin viimeinen vaihe, jossa syntetisoidaan ATP ja NADH. Jokaista 6 hiilisokeri-substraattia varten tuotetaan 4 ATP-molekyyliä, 2 NADH-molekyyliä ja 2 pyruvaattimolekyyliä; joten se on glykolyysiä tuottava energiavaihe.

Kuvio 01: Glykolyysi

Glykolyysin kokonaisreaktio

Glukoosi + 2P_minä + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2Pyruvaatti + 4ATP + 2NADH + 2H₂O + 2H⁺

ATP: n nettotuotanto = 2ATP

Mikä on TCA-sykli?

TCA-sykli, jota kutsutaan myös Sitruunahapposykli tai Krebs-sykli, tapahtuu mitokondrioiden matriisissa. Se on osa aerobista hengitystä; joten se tapahtuu vain aerobissa. TCA-sykli on syklinen, entsyymikatalysoitu reitti, jossa 4-hiilinen substraatti (oksaloetikkahappo) hyväksyy 2-hiilen asetyyli-CoA: n, jolloin saadaan 6-hiilimolekyyli (sitraatti). Sitraatti käy läpi syklisen metabolisen reitin tuottamaan kaksi hiilidioksidimolekyyliä, kaksi NADH-molekyyliä, yhden FADH: n.₂ molekyyli ja yksi GTP-molekyyli. TCA-syklin ensisijainen tehtävä on kerätä korkean energian elektroneja hiilipolttoaineista. Nämä korkean energian elektronit siirretään sitten elektronien kuljetusketjuun, joka on aerobisen hengityksen viimeinen vaihe ATP: n synteesille. TCA-sykli toimii myös viimeisenä yhteisenä poltona hiilihydraattien, aminohappojen, rasvahappojen ja nukleotidien hapettumiseen. Hiilihydraatit ja rasvahapot siirtyvät TCA-sykliin asetyylikoentsyyminä A, kun taas aminohapot siirtyvät TCA-kiertoon α-ketoglutaraattina ja nukleotidit fumaraattina.

Kuva 02: TCA-sykli

TCA-syklin kokonaisreaktio

Asetyyli Co A + 3 NAD⁺ + FAD + BKT + 2P_minä + 2H₂O → 2CO₂ + 3NADH + FADH₂ + GTP + 3H⁺

Mitkä ovat samankaltaisuudet glykolyysin ja TCA-syklin välillä?

• Glykolyysi ja TCA-sykli käsittävät sarjan entsyymikatalysoituja reaktioita.
• Molemmissa prosesseissa tapahtuu substraattitason fosforylaatio.
• Molemmat prosessit tuottavat NADH, H₂O tuotteina.
• Molempia prosesseja säädellään hormonaalisen säätelyn, allosteerisen säätelyn ja lopputuotteen estämisen avulla (palautemekanismit).

Mikä on ero glykolyysi- ja TCA-syklien välillä?

Glykolyysi vs. TCA-sykli
Glykolyysi on prosessi, jossa 6 hiilisokeri (monosakkaridi) molekyyliä kataboloidaan 3-hiilipyruvaattimolekyyleiksi entsyymikatalysoitujen reaktioiden kautta.	TCA-sykli on prosessi, jossa hiilimolekyyleihin varastoitunut energia kerätään tuottamaan elektronirikkaita yhdisteitä elektronien kuljetusketjuun ATP: n syntetisoimiseksi oksidatiivisella fosforylaatiolla.
Reaktiopaikka
Glykolyysi tapahtuu sytosolissa.	TCA-sykli tapahtuu mitokondrioiden matriisissa.
Hapen vaatimus
Glykolyysi voi tapahtua sekä aerobisissa että anaerobisissa olosuhteissa.	TCA-sykli on ehdottomasti aerobinen.
Käynnistysyhdiste
Kuusi hiilimonosakkaridia (glukoosi) on glykolyysin lähtöaine.	Neljä hiilioksaloasetaattia on TCA-syklin lähtöaine.
Lopputuotteet
Kaksi Pyruvate-molekyyliä, kaksi ATP-molekyyliä ja kaksi NADH-molekyyliä ovat glykolyysin lopputuotteita.	Kaksi CO2, yksi GTP, kolme NADH ja yksi FADH2 ovat TCA-syklin lopputuotteita.
Reaktioiden sekvenssi
Glykolyyttiset reaktiot tapahtuvat lineaarisena sekvenssinä.	TCA-sykli tapahtuu syklisen sekvenssin kautta.
CO: n osallistuminen2
Hiilidioksidia ei vaadita tai tuoteta glykolyysin aikana.	Hiilidioksidia tuotetaan jokaiselle TCA-syklin asetyyliko A-molekyylille.
ATP: n kulutus
2 ATP-molekyyliä kuluttaa glykolyyttinen reitti.	ATP-molekyylejä ei käytetä TCA-syklissä.

Yhteenveto - glykolyysi vs. TCA-sykli

Glykolyysi ja TCA-sykli ovat kaksi elintärkeää metabolista reittiä, jotka osallistuvat energian tuottamiseen hiilivälituotteiden kautta, jotka ovat johdettu makromolekyyleistä, hiilihydraateista, proteiineista, rasvoista ja nukleiinihapoista. Molemmat prosessit ovat entsyymivälitteisiä ja ovat jatkuvassa säätelyssä perustuen solun / organismin energiantarpeeseen, ja näiden prosessien nopeudet eroavat erilaisissa olosuhteissa, kuten paasto-tilassa, hyvin ruokitussa tilassa, nälkätilassa ja harjoitetussa tilassa. On tärkeää tutkia glykolyyttisen reitin ja TCA-syklin säätelyä, jotta voidaan saada biokemialliset suhteet kehon metabolisen epätasapainon korjaamiseksi. Glykolyysi on hengityksen aloitusprosessi ja TCA-sykli on aerobisen hengityksen toinen päävaihe, joka liittyy hengityksen lopulliseen vaiheeseen (elektronin kuljetusketju). Glykolyysi tapahtuu sytoplasmassa ja tuottaa pyruvaatteja; nämä pyruvaatit siirtyvät mitokondrioihin ja auttavat TCA-sykliä. Glykolyysi voi tapahtua sekä aerobisissa että anaerobisissa organismeissa. TCA-sykli tapahtuu kuitenkin vain aerobisissa organismeissa, koska se tarvitsee aerobisia olosuhteita. Tämä on ero glykolyysin ja TCA-syklin välillä.

Lataa PDF-versio glykolyysi vs. TCA-syklistä

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Ero glykolyysi- ja TCA-syklien välillä.

Viitteet:

1. Berg, Jeremy M. “Sitruunahapposykli.” Biokemia. 5. painos., Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, 1. tammikuuta 1970, saatavana täältä. Saavutettu 21. elokuuta 2017.
Berg, Jeremy M. "Glycolysis on energianmuutospolku monissa organismeissa." Biokemia. 5. painos., Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, 1. tammikuuta 1970, saatavana täältä. Saavutettu 21. elokuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1. WYassineMrabet “Glycolysis” - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”Sitruunahapposyklin noi” Narayanese (keskustelu) - Kuvan muokattu versio: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta