Διαφορά μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου του Krebs (κιτρικό οξύ)

• 2020

Η κύρια διαφορά μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου του Krebs είναι: Η Γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα που εμπλέκεται στη διαδικασία της αναπνοής και εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Ενώ ο Κύκλος Krebs είναι η δεύτερη διαδικασία αναπνοής που συμβαίνει στα μιτοχόνδρια του κυττάρου. Και οι δύο είναι η διαδικασία που εμπλέκεται στην αναπνοή με σκοπό την εκπλήρωση της ενεργειακής απαίτησης του σώματος.

Έτσι, η Γλυκόλυση ορίζεται ως η αλυσίδα των αντιδράσεων, για τη μετατροπή της γλυκόζης (ή του γλυκογόνου) σε γαλακτικό πυροσταφυλικό και έτσι παράγει ΑΤΡ. Από την άλλη πλευρά, ο κύκλος Kreb ή ο κύκλος του κιτρικού οξέος συνεπάγεται την οξείδωση του ακετυλ CoA σε CO2 και H2O.

Αναπνοή είναι η σημαντική διαδικασία όλων των ζωντανών όντων, όπου χρησιμοποιείται οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται από το σώμα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για την εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών του σώματος. Εκτός από τους δύο προαναφερθέντες μηχανισμούς, υπάρχουν διάφοροι άλλοι μηχανισμοί αναπνοής όπως το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων, η οδός φωσφορικής πεντόζης, η αναερόβια διάσπαση του πυρουβικού οξέος και η τελική οξείδωση.

Στο παρεχόμενο περιεχόμενο θα συζητήσουμε τη γενική διαφορά μεταξύ των δύο πιο σημαντικών μηχανισμών αναπνοής που είναι η γλυκόλυση και ο κύκλος του Krebs.

Συγκριτικό διάγραμμα

Ορισμός της γλυκόλυσης

Η γλυκόλυση είναι επίσης γνωστή ως 'Embden-Meyerhof-Parnas Pathway '. Είναι μια μοναδική οδός που εμφανίζεται αερόβια και αναερόβια, χωρίς τη συμμετοχή του μοριακού οξυγόνου. Είναι η κύρια οδός για το μεταβολισμό της γλυκόζης και εμφανίζεται στο κυτοσόλιο όλων των κυττάρων. Η βασική ιδέα αυτής της διαδικασίας είναι ότι το ένα μόριο γλυκόζης παίρνει μερικώς οξειδωμένο σε δύο γραμμομόρια πυροσταφυλικού, ενισχυμένο από την παρουσία ενζύμων.

Η γλυκόλυση είναι μια διαδικασία που συμβαίνει σε 10 απλά βήματα. Σε αυτόν τον κύκλο αρχίζουν επτά βαθμίδες αντιδράσεων γλυκολύσης στα κυτταροπλασμικά οργανίδια που ονομάζονται γλυκοσώματα . Ενώ οι άλλες τρεις αντιδράσεις όπως η εξοκινάση, η φωσφοφρουκτοκινάση και η πυροσταφυλική κινάση είναι η μη αναστρέψιμη.

Ολόκληρος ο κύκλος διαιρείται σε δύο φάσεις, τα πρώτα πέντε βήματα είναι γνωστά ως προπαρασκευαστική φάση και η άλλη είναι γνωστή ως φάση πληρωμής . Στα πρώτα πέντε στάδια αυτής της οδού, η φωσφορυλίωση της γλυκόζης εμφανίζεται δύο φορές και μετατρέπεται σε 1, 6-διφωσφορική φρουκτόζη, έτσι μπορούμε να πούμε ότι εδώ η ενέργεια καταναλώνεται λόγω φωσφορυλίωσης και το ΑΤΡ είναι ο δότης της φωσφορυλικής ομάδας.

Περαιτέρω τώρα η 1, 6-διφωσφορική φρουκτόζη παίρνει διαχωρίσματα για να δώσει δύο μόρια 2, 3-άνθρακα. Η φωσφορική διυδροξυακετόνη, η οποία είναι ένα από τα προϊόντα, μετατρέπεται σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη. Αυτό δίνει δύο μόρια 3-phopsphate γλυκεραλδεΰδης, τα οποία επεξεργάζονται περαιτέρω σε φάση αποδοχών πέντε σταδίων.

Η φάση αποπληρωμής είναι η φάση ενεργειακής απόδοσης της γλυκόλυσης και παράγει ATP και NADH στο τελευταίο βήμα. Πρώτον, ο 3-φωσφορικός γλυκεραλδεΰδης οξειδώνεται με NAD + ως δέκτης ηλεκτρονίων (για να σχηματίσει NADH) και ενσωματώνεται ένα ανόργανο φωσφορικό για να δώσει ένα μόριο υψηλής ενέργειας ως 1, 3-διφωσφογλυκερικό. Στη συνέχεια, υψηλής ενέργειας φωσφορικών σε άνθρακα ένα δωρεά να ADP να μετατρέψει σε ATP. Αυτή η παραγωγή ΑΤΡ ονομάζεται φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος.

Οδός γλυκόλυσης

Έτσι, η ενεργειακή απόδοση από τη γλυκόλυση είναι 2 ATP και 2 NADH, από ένα μόριο γλυκόζης.

Στάδια που εμπλέκονται στη γλυκόλυση :

Βήμα 1 : Αυτό το πρώτο βήμα ονομάζεται φωσφορυλίωση, είναι μια μη αναστρέψιμη αντίδραση που οδηγείται από ένα ένζυμο που ονομάζεται εξοκινάση. Αυτό το ένζυμο βρίσκεται σε όλους τους τύπους κυττάρων. Σε αυτό το στάδιο, η γλυκόζη φωσφορυλιώνεται με ΑΤΡ για να σχηματίσει μόριο σακχάρου-φωσφορικού. Το αρνητικό φορτίο που υπάρχει στο φωσφορικό παρεμποδίζει τη διέλευση του φωσφορικού σακχάρου διαμέσου της μεμβράνης του πλάσματος και έτσι εμπλέκει τη γλυκόζη μέσα στο κύτταρο.

Βήμα 2 : Αυτό το βήμα ονομάζεται ισομερισμός, σε αυτό αναστρέψιμη αναδιάταξη της χημικής δομής κινεί το οξυγόνο καρβονυλίου από άνθρακα 1 σε άνθρακα 2, σχηματίζοντας μια κετόζη από μια ζάχαρη αλδόζης.

Βήμα 3 : Αυτό είναι επίσης ένα βήμα φωσφορυλίωσης, η νέα υδροξυλομάδα στον άνθρακα 1 φωσφορυλιώνεται με ΑΤΡ, για το σχηματισμό δύο φωσφορικών σακχάρων τριών ανθράκων. Αυτό το στάδιο ρυθμίζεται από το ένζυμο φωσφοφρουκτοκινάση, το οποίο ελέγχει την είσοδο σακχάρων στη γλυκόλυση.

Βήμα 4 : Αυτό ονομάζεται αντίδραση διάσπασης . Εδώ παράγονται δύο μόρια τριών ατόμων άνθρακα με διάσπαση του ζάχαρης των έξι ατόμων άνθρακα. Μόνο το 3-φωσφορικό γλυκεραλδεΰδη μπορεί να προχωρήσει αμέσως μέσω γλυκόλυσης.

Στάδιο 5 : Αυτή είναι επίσης η αντίδραση ισομερισμού, όπου το άλλο προϊόν του σταδίου 4 φωσφορική διυδροξυακετόνη ισομερίζεται για να σχηματίσει 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη.

Βήμα 6 : Από αυτό το βήμα, θα ξεκινήσει η φάση παραγωγής ενέργειας. Έτσι, τα δύο μόρια της 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης οξειδώνονται. Με αντίδραση με την ομάδα -SH, το ιωδοοξικό αναστέλλει τη λειτουργία της ενζύμου αφυδρογονάσης γλυκεραλδεΰδης-3-φωσφορικής.

Στάδιο 7 : Δημιουργείται ΑΤΡ, από την ομάδα φωσφορικών υψηλής ενέργειας που δημιουργήθηκε στο στάδιο 6.

Στάδιο 8 : Ο δεσμός φωσφορικού εστέρα σε 3-φωσφογλυκερικό άλας, που έχει ελεύθερη ενέργεια, μετακινείται από τον άνθρακα 3 για να σχηματίσει 2-φωσφογλυκερικό άλας.

Βήμα 9 : Η σύνδεση φωσφορικής ενόλης δημιουργείται με την απομάκρυνση του νερού από το 2-φωσφογλυκερικό άλας. Ενολάση (ένζυμο που καταλύει αυτό το στάδιο) αναστέλλεται από το φθόριο.

Βήμα 10 : Οι μορφές ΑΤΡ, με τη μεταφορά της ΑϋΡ στην ομάδα φωσφορικών υψηλής ενέργειας, που παράγεται στο στάδιο 9.

Ορισμός του κύκλου του Krebs

Αυτός ο κύκλος εμφανίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων (κυτοσόλιο σε προκαρυώτες) . Το καθαρό αποτέλεσμα είναι η παραγωγή CO2 όταν η ομάδα ακετυλίου εισέρχεται στον κύκλο ως Ακετυλ CoA. Σε αυτό, η οξείδωση του πυρουβικού οξέος σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό συμβαίνει.

Ο κύκλος του Krebs ανακαλύφθηκε από τον HA Krebs (γερμανόφιλος βιοχημικός) το έτος 1936 . Καθώς ο κύκλος αρχίζει με το σχηματισμό κιτρικού οξέος, ονομάζεται κύκλος κιτρικού οξέος. Ο κύκλος περιέχει επίσης τρεις καρβοξυλικές ομάδες (COOH), επομένως καλείται επίσης ως κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (κύκλος TCA).

Ο κύκλος του κιτρικού οξέος (Krebs)

Βήματα που εμπλέκονται στον κύκλο του Krebs :

Βήμα 1 : Το κιτρικό άλας παράγεται σε αυτό το στάδιο όταν το Acetyl CoA προσθέτει την ακετυλομάδα του σε δύο άτομα άνθρακα σε οξαλοξεικό.

Βήμα 2 : Το κιτρικό μετατρέπεται στο ισοκυτταρικό του (ένα, ισομερές κιτρικού), με την απομάκρυνση ενός μορίου νερού και την προσθήκη του άλλου.

Βήμα 3 : Το NAD + μειώνεται σε ΝΑ όταν οισοκυτταρικός εστέρας οξειδώνεται και χάνει μόριο CO2.

Βήμα 4 : Ξανά χαθεί το CO2, η προκύπτουσα ένωση οξειδώνεται και το NAD + μειώνεται σε NADH. Το υπόλοιπο μόριο συνδέεται με το συνένζυμο Α μέσω ενός ασταθούς δεσμού. Η αφυδρογονάση άλφα-κετογλουταρικού καταλύει την αντίδραση.

Βήμα 5 : Η GTP δημιουργείται από την εκτόπιση του CoA από μια φωσφορική ομάδα και μεταφέρεται στο ΑΕΠ.

Στάδιο 6 : Σε αυτό το στάδιο, σχηματίζονται FADH2 και ηλεκτρικό οξείδιο, όταν δύο υδρογόνα μεταφέρονται σε FAD.

Βήμα 7 : Το υπόστρωμα οξειδώνεται και το NAD + μειώνεται σε ΝΑϋΗ και ο οξαλοξεικός αναγεννάται.

Βασική διαφορά μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου του Krebs

1. Η γλυκόλυση είναι επίσης γνωστή ως EMP (Embden-Meyerhof-Parnas Pathway ή Cytoplasmic pathway) ξεκινά με τη διάσπαση της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό. Ο κύκλος Krebs είναι επίσης γνωστός ως κύκλος TCA (τρικαρβοξυλικού οξέος). Η μιτοχονδριακή αναπνοή αρχίζει να οξειδώνει το πυροσταφυλικό σε CO2.
2. Καθαρό κέρδος του συνολικού κύκλου είναι δύο μόρια ΑΤΡ και δύο μόρια NADH, για κάθε μόριο γλυκόζης που διασπάται, ενώ στον κύκλο Krebs έξι μόρια NADH2, 2 μόρια FADH2 για κάθε δύο ένζυμα ακετυλο-ΟοΑ.
3. Ο συνολικός αριθμός ATP που παράγεται είναι 8 και στον κύκλο Krebs, το συνολικό ATP είναι 24.
4. Δεν σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα στη γλυκόλυση, ενώ στον κύκλο του Krebs το διοξείδιο του άνθρακα εξελίσσεται.
5. Ο τόπος εμφάνισης της γλυκόλυσης είναι μέσα στο κυτταρόπλασμα. Ο κύκλος του Krebs εμφανίζεται μέσα στα μιτοχόνδρια (κυτοσόλιο σε προκαρυώτες).
6. Η γλυκόλυση μπορεί να συμβεί παρουσία οξυγόνου, δηλαδή αερόβιας ή απουσίας οξυγόνου, δηλαδή αναερόβιας . Ο κύκλος του Krebs παρουσιάζεται αερόβια .
7. Ένα μόριο γλυκόζης αποικοδομείται σε δύο μόρια μιας οργανικής ουσίας, το πυροσταφυλικό σε γλυκόλυση, ενώ η αποικοδόμηση του πυροσταφυλικού είναι τελείως σε ανόργανες ουσίες που είναι CO2 και Η2Ο.
8. Στη Γλυκόλυση 2 μόρια ΑΤΡ καταναλώνονται για τη φωσφορυλίωση ενώ ο κύκλος Kreb δεν καταναλώνει ΑΤΡ .
9. Δεν υπάρχει ρόλος οξειδωτικής φωσφορυλίωσης στη γλυκόλυση. υπάρχει ένας σημαντικός ρόλος της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης καθώς και ο οξαλοξεικός θεωρείται ότι παίζει καταλυτικό ρόλο στον κύκλο του Krebs.
10. Όπως και στην γλυκόλυση, η γλυκόζη διασπάται σε πυροσταφυλικό και επομένως η γλυκόλυση λέγεται ως το πρώτο βήμα της αναπνοής . Ο κύκλος Krebs είναι το δεύτερο βήμα της αναπνοής για την παραγωγή του ΑΤΡ.
11. Η γλυκόλυση είναι μια ευθεία ή γραμμική οδός . ενώ ο κύκλος του Krebs είναι μια κυκλική πορεία .

συμπέρασμα

Και τα δύο μονοπάτια παράγουν ενέργεια για το κύτταρο, όπου η Γλυκόλυση είναι η διάσπαση ενός μορίου γλυκόζης για να δώσει δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος, ενώ ο κύκλος Kreb είναι η διαδικασία όπου το ακετύλιο CoA παράγει κιτρικό άλας προσθέτοντας την ομάδα ακετυλίου του άνθρακα σε οξαλοξεικό. Η γλυκόλυση είναι απαραίτητη για τον εγκέφαλο που εξαρτάται από τη γλυκόζη για την ενέργεια.

Ο κύκλος Kreb είναι ένας σημαντικός μεταβολικός δρόμος για την παροχή ενέργειας στο σώμα, περίπου 65-70% του ΑΤΡ συντίθεται σε κύκλους Krebs. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος ή ο κύκλος του Krebs είναι η τελική οξειδωτική οδός που συνδέει σχεδόν όλη την ατομική μεταβολική οδό.