Ključna razlika – Glikoliza naspram TCA ciklusa
Disanje je proces koji obuhvaća niz reakcija koje su povezane reakcijama oksidacije i redukcije te prijenosom elektrona. Na kraju disanja organizmi proizvode energiju koju koriste za svoje metaboličke procese. Ta se energija proizvodi u obliku ATP-a (energetska valuta stanica). Tijekom aerobnog disanja, molekule kisika djeluju kao konačni akceptori elektrona i reduciraju se u vodu. To stvara elektrokemijski gradijent koji pokreće sintezu ATP-a. Aerobno disanje sastoji se od tri glavne faze, u kojima se molekule ugljika preuređuju kroz niz reakcija kataliziranih enzimima da bi se dobio ATP. Prva faza, zajednička i aerobima i anaerobima, je glikolitički put gdje se supstrat šećera, uglavnom glukoza, katabolizira u dvije molekule piruvata. Ova konverzija proizvodi dvije molekule ATP i dvije molekule NADH. Druga faza je ciklus trikarboksilne kiseline (TCA), koji je središnje čvorište u kojem se intermedijeri svih metaboličkih putova spajaju kako bi pridonijeli proizvodnji energije stvaranjem NADH, FADH2 i dvije molekule CO2putem oksidacijsko-redukcijskih reakcija. TCA ciklus se odvija samo u aerobima. U oba ova procesa odvija se fosforilacija na razini supstrata za proizvodnju energije. Ključna razlika između glikolize i TCA ciklusa je u tome što se glikoliza odvija u citoplazmi, dok se TCA ciklus odvija u mitohondrijima.
Što je glikoliza?
Glikoliza ili Embden-Meyerhofov put je prvi korak u proizvodnji energije i odvija se u citosolu i aeroba i anaeroba. To je reakcija katalizirana enzimima koja se sastoji od deset koraka reakcije. U glikolizi, molekule šećera se fosforiliraju i zarobljavaju u stanici kako bi se katabolizirale u dvije molekule piruvata (spoj s tri ugljika) koje su krajnji produkti glikolize.
Stadiji glikolize
Ima tri glavne faze kako slijedi:
Pripremna faza
U ovoj fazi, ostaci šećera koji sadrže šest atoma ugljika su fosforilirani i zarobljeni u stanici. Pripremna faza je faza koja zahtijeva energiju u kojoj se koriste dvije ATP molekule.
Stadij cijepanja
Tijekom ove faze, molekula sa 6 ugljika se cijepa na dva fosforilirana ostatka s 3 ugljika.
Faza otplate
Ovo je posljednja faza glikolize u kojoj se sintetiziraju ATP i NADH. Za svakih 6 supstrata ugljikovog šećera proizvode se 4 molekule ATP, 2 molekule NADH i 2 molekule piruvata; stoga je to faza glikolize koja proizvodi energiju.
Slika 01: Glikoliza
Ukupna reakcija glikolize
Glukoza + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Piruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Neto proizvodnja ATP=2ATP
Što je TCA ciklus?
TCA ciklus, koji se naziva i ciklus limunske kiseline ili Krebsov ciklus, odvija se u matrici mitohondrija. Dio je aerobnog disanja; dakle, odvija se samo u aerobima. TCA ciklus je ciklički, enzimom kataliziran put gdje supstrat s 4 ugljika (oksaloctena kiselina) prihvaća acetil CoA s 2 ugljika dajući molekulu sa 6 ugljika (citrat). Citrat prolazi kroz ciklički metabolički put kako bi proizveo dvije molekule ugljičnog dioksida, dvije NADH molekule, jednu FADH2 molekulu i jednu GTP molekulu. Primarna funkcija TCA ciklusa je prikupljanje visokoenergetskih elektrona iz ugljikovih goriva. Ti visokoenergetski elektroni se zatim prenose u lanac prijenosa elektrona, što je posljednja faza aerobnog disanja za sintezu ATP-a. TCA ciklus također djeluje kao konačni zajednički put za oksidaciju ugljikohidrata, aminokiselina, masnih kiselina i nukleotida. Ugljikohidrati i masne kiseline ulaze u TCA ciklus kao acetil koenzim A, dok aminokiseline ulaze u TCA ciklus kao α – ketoglutarat, a nukleotidi kao fumarat.
Slika 02: TCA ciklus
Ukupna reakcija TCA ciklusa
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Koje su sličnosti između glikolize i TCA ciklusa?
- Glikoliza i TCA ciklus sastoje se od niza reakcija kataliziranih enzimima.
- U oba procesa odvija se fosforilacija na razini supstrata.
- Oba procesa proizvode NADH, H2O kao produkte.
- Oba procesa regulirana su kroz hormonsku kontrolu, alosteričku regulaciju i inhibiciju krajnjeg proizvoda (mehanizam povratne sprege).
Koja je razlika između glikolize i TCA ciklusa?
Glikoliza u odnosu na TCA ciklus |
|
| Glikoliza je proces u kojem se 6 molekula ugljičnog šećera (monosaharida) katabolizira u 3-ugljične molekule piruvata kroz reakcije katalizirane enzimima. | TCA ciklus je proces u kojem se energija pohranjena u molekulama ugljika prikuplja za proizvodnju spojeva bogatih elektronima za lanac transporta elektrona za sintezu ATP-a putem oksidativne fosforilacije. |
| Mjesto reakcije | |
| Glikoliza se događa u citosolu. | TCA ciklus se događa u matrici mitohondrija. |
| Potreba za kisikom | |
| Glikoliza se može dogoditi u aerobnim i anaerobnim uvjetima. | TCA ciklus je striktno aerobni. |
| Početni spoj | |
| Monosaharid sa šest ugljika (glukoza) početni je supstrat glikolize. | Oksaloacetat s četiri ugljika početni je supstrat TCA ciklusa. |
| Krajnji proizvodi | |
| Dvije molekule piruvata, dvije molekule ATP i dvije molekule NADH krajnji su produkti glikolize. | Dva CO2, jedan GTP, tri NADH i jedan FADH2 krajnji su proizvodi TCA ciklusa. |
| Slijed reakcija | |
| Glikolitičke reakcije odvijaju se kao linearni slijed. | TCA ciklus odvija se kroz ciklički niz. |
| Uključivanje CO2 | |
| CO2 nije potreban niti se proizvodi tijekom glikolize. | CO2 se proizvodi za svaku molekulu acetil co A TCA ciklusa. |
| Potrošnja ATP-a | |
| 2 ATP molekule se troše glikolitičkim putem. | ATP molekule se ne iskorištavaju u TCA ciklusu. |
Sažetak – Glikoliza u odnosu na TCA ciklus
Glikoliza i TCA ciklus dva su vitalna metabolička puta uključena u proizvodnju energije preko međuproizvoda ugljika izvedenih iz makromolekula ugljikohidrata, proteina, masti i nukleinskih kiselina. Oba su procesa posredovana enzimima i pod stalnom su regulacijom na temelju energetskih potreba stanice/organizma, a stope ovih procesa razlikuju se u različitim uvjetima kao što su stanje gladovanja, stanje dobrog hranjenja, stanje gladovanja i stanje tjelovježbe. Važno je proučavati regulaciju glikolitičkog puta i TCA ciklusa kako bi se izveli biokemijski odnosi za rješavanje metaboličke neravnoteže u tijelu. Glikoliza je inicijativni proces disanja, a TCA ciklus je druga glavna faza aerobne respiracije koja se povezuje sa završnom fazom disanja (transportni lanac elektrona). Glikoliza se događa u citoplazmi i proizvodi piruvate; ti piruvati ulaze u mitohondrije i pomažu u TCA ciklusu. Glikoliza se može dogoditi i pod aerobnim i pod anaerobnim organizmima. Međutim, TCA ciklus se događa samo u aerobnim organizmima jer su mu potrebni aerobni uvjeti. Ovo je razlika između glikolize i TCA ciklusa.
Preuzmite PDF verziju ciklusa glikolize protiv TCA
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za izvanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. Ovdje preuzmite PDF verziju. Razlika između glikolize i TCA ciklusa.
