Ključna razlika između krebsovog ciklusa glikolize i lanca transporta elektrona je neto prinos. Glikoliza proizvodi dva piruvata, dva ATP i dva NADH, dok Krebsov ciklus proizvodi dva ugljikova dioksida, tri NADH, jedan FADH2,i jedan ATP. Lanac prijenosa elektrona, s druge strane, proizvodi trideset i četiri molekule ATP-a i jednu molekulu vode.
Stanično disanje niz je metaboličkih reakcija koje se odvijaju u stanicama organizama za pretvaranje kemijske energije iz kisika ili hranjivih tvari u ATP i oslobađanje otpadnih proizvoda. Obično uključuje hranjive tvari poput ugljikohidrata, masnih kiselina i proteina. Najčešći oksidacijski agens koji daje kemijsku energiju je molekularni kisik. Ova kemijska energija pohranjena u ATP-u pokreće procese koji zahtijevaju energiju, poput biosinteze, kretanja ili prijenosa molekula kroz stanične membrane. Stanično disanje jedan je od načina na koji stanica oslobađa kemijsku energiju za poticanje staničnih aktivnosti. Te se reakcije odvijaju nizom biokemijskih putova. Glikoliza, Krebsov ciklus i lanac transporta elektrona, koji su redoks reakcije, su ti putevi.
Što je glikoliza?
Glikoliza je metabolički put koji pretvara glukozu u piruvat. Ovaj proces se odvija u citoplazmi. To je prvi korak u razgradnji glukoze kako bi se izvukla energija u procesu staničnog metabolizma. Glikoliza je također poznata kao prvi korak u staničnom disanju. Glikoliza se sastoji od niza reakcija za izvlačenje energije, što uključuje cijepanje molekule sa šest ugljika; glukoza u molekule s tri ugljika; piruvati. Tijekom ovog procesa oslobođena slobodna energija koristi se za proizvodnju visokoenergetskih molekula kao što su adenozin trifosfat (ATP) i nikotinamid adenin dinukleotid (NADH).
Slika 01: Glikoliza
Put glikolize sastoji se od deset reakcija kataliziranih s deset različitih enzima. Ovaj metabolički put ne zahtijeva kisik, pa se smatra anaerobnim putem. Put glikolize ima dvije odvojene faze: pripremnu fazu, u kojoj se troši ATP, i fazu isplate, u kojoj se proizvodi ATP. Svaka faza se sastoji od pet koraka. Tijekom pripremne faze odvija se prvih pet koraka – oni troše energiju za pretvaranje glukoze u šećerne fosfate s tri ugljika. Faza isplate uključuje zadnjih pet koraka u kojima postoji neto dobitak energetski bogatih molekula. Budući da glukoza dovodi do dva šećera trioze tijekom pripremne faze, svaka reakcija u fazi otplate događa se dva puta po molekuli glukoze. Dakle, postoji prinos od dvije molekule NADH i četiri molekule ATP. Čisti dobitak glikolize uključuje dvije molekule piruvata, dvije molekule NADH i dvije molekule ATP.
Što je Krebsov ciklus?
Krebsov ciklus (ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilne kiseline) niz je kemijskih reakcija za oslobađanje pohranjene energije putem oksidacije acetil co-A, acetilne skupine s dva ugljika koja je izvedena iz ugljikohidrata, proteina i masti. Piruvat, koji nastaje tijekom glikolize, pretvara se u acetil ko-A.
Slika 02: Krebsov ciklus
Krebsov ciklus odvija se u matrici mitohondrija eukariota i u citoplazmi prokariota. Ovaj ciklus je put zatvorene petlje koji uključuje osam koraka. Ovdje posljednji dio puta reformira molekulu s četiri ugljika, oksaloacetat, koji se koristi u prvom koraku. U ovom metaboličkom putu, limunska kiselina koja se konzumira regenerira se u slijedu reakcija kako bi se dovršio ciklus. Krebsov ciklus u početku troši acetil ko-A i vodu, reducirajući nikotinamid adenin dinukleotid (NAD+) u NADH. Kao rezultat toga nastaje ugljični dioksid. Krebsov ciklus konačno proizvodi dvije molekule ugljičnog dioksida, jednu GTP ili ATP, tri molekule NADH i jednu FADH2 Osam koraka ove serije ciklusa uključuje redoks, dehidraciju, hidrataciju i reakcije dekarboksilacije. Krebsov ciklus smatra se aerobnim putem jer se koristi kisik.
Što je lanac prijenosa elektrona?
Transportni lanac elektrona (ETC) je put koji se sastoji od niza proteinskih kompleksa koji prenose elektrone od donora elektrona do akceptora elektrona kroz redoks reakcije. To uzrokuje nakupljanje iona vodika unutar matrice mitohondrija. ETC se odvija unutar unutarnje membrane mitohondrija. Ovdje se stvara koncentracijski gradijent gdje ioni vodika difundiraju iz matrice prolazeći kroz enzim ATP sintazu. Ovo fosforilira ADP stvarajući ATP.
Slika 03: Lanac prijenosa elektrona
ETC je posljednji korak aerobnog disanja u kojem se elektroni prenose iz jednog kompleksa u drugi, reducirajući molekularni kisik za proizvodnju vode. Četiri su proteinska kompleksa uključena u ovaj put. Označeni su kao kompleks I, kompleks II, kompleks III i kompleks IV. Jedinstvena značajka ETC-a je prisutnost protonske pumpe za stvaranje protonskog gradijenta preko mitohondrijske membrane. Drugim riječima, elektroni se š altiraju iz NADH i FADH2 do molekularnog kisika. Ovdje se protoni pumpaju iz matriksa u unutarnju membranu mitohondrija, a kisik se reducira u vodu. Čisti dobitak ETC-a uključuje trideset i četiri molekule ATP-a i jednu molekulu vode.
Koje su sličnosti između Krebsovog ciklusa glikolize i lanca prijenosa elektrona?
- Glikoliza, Krebsov ciklus i transportni lanac elektrona tri su koraka uključena u staničnu respiraciju.
- Sva tri puta su posredovana enzimima.
- Ovi putevi proizvode ATP.
- Krebsov ciklus i ETC su aerobni putevi.
- Glikoliza i Krebsov ciklus proizvode NADH.
- I Krebsov ciklus i ETC odvijaju se u mitohondrijima.
Koja je razlika između Krebsovog ciklusa glikolize i lanca prijenosa elektrona?
Glikoliza proizvodi dva piruvata, dva ATP i dva NADH, dok Krebsov ciklus proizvodi dva ugljikova dioksida, tri NADH, jedan FADH2 i jedan ATP. Lanac prijenosa elektrona proizvodi trideset i četiri molekule ATP-a i jednu molekulu vode. Ovo je ključna razlika između Krebsovog ciklusa glikolize i transportnog lanca elektrona. Glikoliza se sastoji od deset koraka koji uključuju deset različitih enzima i linearna je sekvenca, dok se Krebsov ciklus sastoji od osam koraka, a to je put zatvorene petlje gdje posljednji dio puta reformira molekulu koja se koristi u prvom koraku. S druge strane, transportni lanac elektrona niz je reakcija koje se sastoje od četiri proteinska kompleksa i također je linearna sekvenca. Ovo je još jedna razlika između Krebsovog ciklusa glikolize i transportnog lanca elektrona. Štoviše, glikoliza troši ATP dok Krebsov ciklus i lanac prijenosa elektrona ne troše ATP. Još jedna razlika između krebsovog ciklusa glikolize i lanca transporta elektrona je ta što je glikoliza anaerobni put dok su Krebsov ciklus i ETC aerobni putevi.
Sljedeća infografika prikazuje razlike između Krebsovog ciklusa glikolize i transportnog lanca elektrona u tabličnom obliku.
Sažetak – Glikoliza nasuprot Krebsovom ciklusu nasuprot lancu prijenosa elektrona
Stanično disanje jedan je od načina na koji stanica oslobađa kemijsku energiju kao gorivo potrebnu za stanične aktivnosti. To uključuje tri biokemijska puta: glikolizu, Krebsov ciklus i lanac prijenosa elektrona. Glikoliza je metabolički put koji pretvara glukozu u piruvat. Ovo je anaerobni put koji se odvija u citoplazmi. Glikoliza je također poznata kao prvi korak u staničnom disanju. Put glikolize sastoji se od deset reakcija koje katalizira deset različitih enzima. Krebsov ciklus niz je kemijskih reakcija za oslobađanje pohranjene energije putem oksidacije acetil co-A, acetilne skupine s dva ugljika. Krebsov ciklus odvija se u matrici mitohondrija. To je put zatvorene petlje koji uključuje osam koraka. Krebsov ciklus je drugi korak staničnog disanja i aerobni je put. Lanac transporta elektrona je put koji se sastoji od niza proteinskih kompleksa koji prenose elektrone od donora elektrona do akceptora elektrona putem redoks reakcija. To je također aerobni put koji se odvija unutar unutarnje membrane mitohondrija. Dakle, ovo sažima razliku između krebsovog ciklusa glikolize i transportnog lanca elektrona.
