Nøkkelforskjell – glykolyse vs TCA-syklus
Respirasjon er en prosess som opptar en rekke reaksjoner som kobles sammen ved oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner og elektronoverføring. På slutten av respirasjonen produserer organismer energi som kan brukes til sine metabolske prosesser. Denne energien produseres i form av ATP (cellenes energivaluta). Under aerob respirasjon fungerer oksygenmolekyler som de endelige elektronakseptorene og reduseres for å produsere vann. Dette skaper en elektrokjemisk gradient som driver ATP-syntesen. Aerob respirasjon består av tre hovedfaser, hvor karbonmolekyler omorganiseres gjennom en rekke enzymkatalyserte reaksjoner for å gi ATP. Den første fasen, felles for både aerobe og anaerobe, er den glykolytiske veien der sukkersubstrat, hovedsakelig glukose, kataboliseres til to pyruvatmolekyler. Denne konverteringen produserer to ATP-molekyler og to NADH-molekyler. Den andre fasen er trikarboksylsyresyklusen (TCA), som er det sentrale knutepunktet der mellomprodukter av alle metabolske veier går sammen for å bidra til energiproduksjon ved å produsere NADH, FADH2 og to molekyler CO2via oksidasjons-reduksjonsreaksjoner. TCA-syklusen foregår kun i aerobe. I begge disse prosessene foregår fosforylering på substratnivå for å produsere energi. Den viktigste forskjellen mellom glykolyse og TCA-syklus er at glykolyse skjer i cytoplasmaet mens TCA-syklusen skjer i mitokondrier.
Hva er glykolyse?
Glycolysis eller Embden-Meyerhof Pathway er det første trinnet i energiproduksjonen og foregår i cytosolen til både aerobe og anaerobe. Det er en enzymkatalysert reaksjonsprosedyre som består av ti reaksjonstrinn. I glykolyse blir sukkermolekyler fosforylert og fanget i cellen for å katabolisere til to pyruvatmolekyler (tre karbonforbindelser) som er sluttproduktene av glykolysen.
Glykolysestadier
Den har tre hovedstadier som følger:
Forberedende trinn
I dette stadiet blir sukkerrester som inneholder seks karbonatomer fosforylert og fanget i cellen. Forberedende fase er en energikrevende fase der to ATP-molekyler brukes.
Cleavage Stage
I denne fasen sp altes 6-karbonmolekylet til to fosforylerte 3-karbonrester.
Pay off Stage
Dette er det siste stadiet av glykolysen der ATP og NADH syntetiseres. For hvert 6 karbon sukkersubstrat produseres 4 ATP-molekyler, 2 NADH-molekyler og 2 Pyruvat-molekyler; dermed er det den energiproduserende fasen av glykolysen.
Figur 01: Glykolyse
Total reaksjon av glykolyse
Glucose + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Nettoproduksjon av ATP=2ATP
Hva er TCA-syklus?
TCA-syklus, også referert til som sitronsyresyklus eller Krebs-syklus, finner sted i matrisen til mitokondrier. Det er en del av aerob åndedrett; derfor foregår det bare i aerobe. TCA-syklus er en syklisk, enzymkatalysert vei der et 4-karbonsubstrat (oksaloeddiksyre) aksepterer 2-karbon Acetyl CoA for å gi et 6-karbonmolekyl (citrat). Sitrat gjennomgår en syklisk metabolsk vei for å produsere to karbondioksidmolekyler, to NADH-molekyler, ett FADH2 molekyl og ett GTP-molekyl. Den primære funksjonen til TCA-syklusen er å høste høyenergielektroner fra karbonbrensel. Disse høyenergielektronene overføres deretter til elektrontransportkjeden, som er det siste stadiet av aerob respirasjon for syntesen av ATP. TCA-syklusen fungerer også som den endelige vanlige veien for oksidasjon av karbohydrater, aminosyrer, fettsyrer og nukleotider. Karbohydrater og fettsyrer går inn i TCA-syklusen som acetylkoenzym A, mens aminosyrer går inn i TCA-syklusen som α – ketoglutarat og nukleotider som fumarat.
Figur 02: TCA-syklus
Total reaksjon av TCA-syklus
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Hva er likhetene mellom glykolyse og TCA-syklus?
- Glykolyse og TCA-syklus består av serier av enzymkatalyserte reaksjoner.
- I begge prosessene foregår fosforylering på substratnivå.
- Begge prosesser produserer NADH, H2O som produkter.
- Begge prosessene er regulert gjennom hormonkontroll, allosterisk regulering og sluttprodukthemming (tilbakemeldingsmekanismer).
Hva er forskjellen mellom glykolyse og TCA-syklus?
Glykolyse vs TCA-syklus |
|
| Glykolyse er prosessen der 6 karbon sukker (monosakkarid) molekyler kataboliseres til 3 karbon pyruvat molekyler gjennom enzymkatalyserte reaksjoner. | TCA-syklus er prosessen der energien som er lagret i karbonmolekyler høstes for å produsere elektronrike forbindelser for elektrontransportkjeden for å syntetisere ATP via oksidativ fosforylering. |
| Reaksjonsnettsted | |
| Glykolyse skjer i cytosolen. | TCA-syklus forekommer i matrisen til mitokondrier. |
| Oxygenkrav | |
| Glykolyse kan forekomme under både aerobe og anaerobe forhold. | TCA-syklusen er strengt aerobic. |
| Startforbindelse | |
| Seks karbonmonosakkarid (glukose) er startsubstratet for glykolysen. | Fire-karbon oksaloacetat er startsubstratet for TCA-syklusen. |
| Sluttprodukter | |
| To pyruvatmolekyler, to ATP-molekyler og to NADH-molekyler er sluttproduktene av glykolyse. | To CO2, en GTP, tre NADH og en FADH2 er sluttproduktene av TCA-syklusen. |
| Reaksjonsrekkefølge | |
| Glykolytiske reaksjoner oppstår som en lineær sekvens. | TCA-syklus skjer via en syklisk sekvens. |
| Involvering av CO2 | |
| CO2 er ikke nødvendig eller produsert under glykolysen. | CO2 produseres for hvert acetyl co A-molekyl i TCA-syklusen. |
| Forbruk av ATP | |
| 2 ATP-molekyler forbrukes av den glykolytiske veien. | ATP-molekyler brukes ikke i TCA-syklusen. |
Sammendrag – Glykolyse vs TCA-syklus
Glykolyse og TCA-syklus er to viktige metabolske veier involvert i produksjonen av energi via karbonmellomprodukter avledet fra makromolekylene karbohydrater, proteiner, fett og nukleinsyrer. Begge prosessene er enzymmediert og er under konstant regulering basert på energibehovet til cellen/organismen, og hastighetene til disse prosessene er forskjellige under forskjellige forhold som fastetilstand, velmatet tilstand, sulttilstand og treningstilstand. Det er viktig å studere reguleringen av den glykolytiske banen og TCA-syklusen for å utlede biokjemiske forhold for å adressere metabolske ubalanser i kroppen. Glykolyse er initiativprosessen for respirasjon og TCA-syklusen er den andre store fasen av aerob respirasjon som forbinder med det siste stadiet av respirasjonen (elektrontransportkjeden). Glykolyse skjer i cytoplasmaet og produserer pyruvater; disse pyruvatene går inn i mitokondriene og hjelper til med TCA-syklusen. Glykolyse kan skje under både aerobe og anaerobe organismer. Imidlertid skjer TCA-syklus bare i aerobe organismer siden den trenger aerobe forhold. Dette er forskjellen mellom glykolyse og TCA-syklus.
Last ned PDF-versjon av Glycolysis vs TCA Cycle
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom glykolyse og TCA-syklus.
