Hlavný rozdiel medzi glykolýzou a Krebsovým cyklom je: Glykolýza je prvý krok v procese dýchania a vyskytuje sa v cytoplazme bunky. Krebsov cyklus je druhým procesom dýchania, ktorý sa vyskytuje v mitochondriách bunky. Obidva sú procesom dýchania s cieľom splniť energetickú náročnosť tela.
Glykolýza je teda definovaná ako reťaz reakcií na premenu glukózy (alebo glykogénu) na pyruvát laktát, a teda na produkciu ATP. Na druhej strane Kreb cyklus alebo kyselina citrónová zahŕňajú oxidáciu acetyl CoA na CO2 a H2O.
Dýchanie je dôležitý proces všetkých živých bytostí, kde sa využíva kyslík a z tela sa uvoľňuje oxid uhličitý. Počas tohto procesu sa uvoľňuje energia, ktorá sa používa na vykonávanie rôznych funkcií tela. Okrem vyššie uvedených dvoch mechanizmov existujú rôzne iné mechanizmy dýchania, ako napríklad elektrónový transportný systém, pentózofosfátová dráha, anaeróbne odbúravanie kyseliny pyrohroznovej a terminálna oxidácia.
V poskytnutom obsahu budeme diskutovať o všeobecnom rozdiele medzi dvoma najdôležitejšími mechanizmami dýchania, ktorými sú glykolýza a Krebsov cyklus.
Porovnávacia tabuľka
| Základ pre porovnanie | glykolýza | Krebsov cyklus |
|---|---|---|
| Začína s | Rozklad glukózy na pyruvát. | Oxidujte pyruvát na CO2. |
| Taktiež známy ako | EMP (Embden-Meyerhof-Parnas Pathway alebo Cytolplasmic pathway). | Cyklus TCA (kyselina trikarboxylová), mitochondriálne dýchanie. |
| Úloha oxidu uhličitého | Pri glykolýze nevzniká žiadny oxid uhličitý. | Oxid uhličitý sa vyvíja v Krebsovom cykle. |
| Miesto výskytu | Vo vnútri cytoplazmy. | Vyskytuje sa v mitochondriách (cytosol v prokaryotoch) |
| Môže sa vyskytnúť ako | Aeróbne (tj v prítomnosti kyslíka) alebo anaeróbne (tj v neprítomnosti kyslíka). | Vyskytuje sa aeróbne (prítomnosť kyslíka). |
| Degradácia molekuly | Molekula glukózy sa rozloží na dve molekuly organických látok, pyruvát. | Degradácia pyruvátu je úplne na anorganické látky, ktoré sú CO2 a H2O. |
| Spotreba ATP | Na fosforyláciu spotrebuje 2 molekuly ATP. | Nepotrebuje ATP. |
| Čistý zisk | Rozpadajú sa dve molekuly ATP a dve molekuly NADH pre každú molekulu glukózy. | Šesť molekúl NADH2, 2 molekuly FADH2 pre každé dva enzýmy acetyl CoA. |
| Počet vyrobených ATP | Čistý zisk ATP je 8 (vrátane NADH). | Čistý zisk ATP je 24. |
| Oxidačná fosforylácia | Žiadna úloha oxidačnej fosforylácie. | Vitálna úloha oxidatívnej fosforylácie a oxaloacetát sa považujú za katalyzátory. |
| Krok v procese dýchania | Glukóza sa rozpadá na pyruvát, a preto sa glykolýza považuje za prvý krok dýchania. | Krebsov cyklus je druhým krokom dýchania. |
| Typ cesty | Je to priama alebo lineárna dráha. | Je to kruhová cesta. |
Definícia glykolýzy
Glykolýza je známa aj ako „Embden-Meyerhof-Parnas Pathway “. Je to jedinečná dráha, ktorá sa vyskytuje aeróbne aj anaeróbne bez zapojenia molekulárneho kyslíka. Je hlavnou cestou metabolizmu glukózy a vyskytuje sa v cytozole všetkých buniek. Základnou koncepciou tohto procesu je to, že jedna molekula glukózy sa čiastočne oxiduje na dva moly pyruvátu, zosilnené prítomnosťou enzýmov.
Glykolýza je proces, ktorý sa vyskytuje v 10 jednoduchých krokoch. V tomto cykle sa v cytoplazmatických organelách nazývaných glykozóm vyskytuje prvých sedem krokov glykolýzy. Zatiaľ čo ďalšie tri reakcie, ako je hexokináza, fosfhofruktokináza a pyruvátkináza, sú ireverzibilné.
Celý cyklus je rozdelený do dvoch fáz, prvých päť krokov je známych ako prípravná fáza a druhý je nazývaný návratná fáza . V prvých piatich krokoch tejto cesty dochádza k fosforylácii glukózy dvakrát a premieňa sa na fruktózu 1, 6-bifosfát, takže môžeme povedať, že tu je energia spotrebovaná v dôsledku fosforylácie a ATP je donorom fosforylovej skupiny.
Ďalej sa fruktóza 1, 6-bifosfát štiepi za vzniku dvoch 2, 3-uhlíkových molekúl. Dihydroxyacetonfosfát, ktorý je jedným z produktov, sa prevádza na glyceraldehyd-3-fosfát. Takto sa získajú dve molekuly glyceraldehyd-3-fosforečnanu, ktoré sa ďalej spracovávajú do päťstupňovej fázy výplaty.
Výplatná fáza je fázou energetického zisku glykolýzy a v poslednom kroku sa získa ATP a NADH. Najskôr sa glyceraldehyd-3-fosfát oxiduje NAD + ako akceptorom elektrónov (za vzniku NADH) a anorganický fosfát sa inkorporuje za vzniku vysokoenergetickej molekuly ako 1, 3-bifosfoglycerátu. Následne sa na ADP daruje vysokoenergetický fosfát na uhlíku, ktorý sa premení na ATP. Táto produkcia ATP sa nazýva fosforylácia na úrovni substrátu.
Glykolýza
Energetický výťažok z glykolýzy je teda 2 ATP a 2 NADH z jednej molekuly glukózy.
Kroky zahrnuté v glykolýze :
Krok 1 : Tento prvý krok sa nazýva fosforylácia, jedná sa o ireverzibilnú reakciu vedenú enzýmom nazývaným hexokináza. Tento enzým sa nachádza vo všetkých typoch buniek. V tomto kroku sa glukóza fosforyluje ATP za vzniku molekuly cukor-fosfát. Záporný náboj prítomný na fosfáte zabraňuje priechodu cukrového fosfátu plazmatickou membránou, a tak zapája glukózu do bunky.
Krok 2 : Tento krok sa nazýva izomerizácia, pri tomto reverzibilnom preskupení chemickej štruktúry sa karbonylový kyslík presunie z uhlíka 1 na uhlík 2 a vytvorí sa ketóza z aldózového cukru.
Krok 3 : Toto je tiež krok fosforylácie, nová hydroxylová skupina na uhlíku 1 je fosforylovaná pomocou ATP, za vzniku dvoch fosforečnanov cukrov s tromi atómami uhlíka. Tento krok je regulovaný enzýmom fosfhofruktokináza, ktorá kontroluje vstup cukrov do glykolýzy.
Krok 4 : Tento postup sa nazýva štiepna reakcia . Tu sa získajú dve molekuly s tromi atómami uhlíka odštiepením šiestich uhlíkových cukrov. Glykolýzou môže okamžite postupovať iba glyceraldehyd 3-fosfát.
Krok 5 : Toto je tiež izomerizačná reakcia, keď je ďalším produktom z kroku 4, dihydroxyacetonfosfát izomerizovaný za vzniku glyceraldehyd-3-fosfátu.
Krok 6 : Od tohto kroku sa začne fáza výroby energie. Takže dve molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu sú oxidované. Reakciou so skupinou -SH jódacetát inhibuje funkciu enzýmu glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázy.
Krok 7 : ATP sa tvorí z vysokoenergetickej fosfátovej skupiny, ktorá bola vytvorená v kroku 6.
Krok 8 : Väzba esteru fosfátu v 3-fosfoglyceráte, ktorá má voľnú energiu, sa presunie z uhlíka 3 za vzniku 2-fosfoglycerátu.
Krok 9 : Enolfosfátová väzba sa vytvorí odstránením vody z 2-fosfoglycerátu. Enoláza (enzým katalyzujúci tento krok) je inhibovaná fluoridom.
Krok 10 : Vytvára ATP s prenosom ADP na vysokoenergetickú fosfátovú skupinu generovanú v kroku 9.
Definícia Krebsovho cyklu
Tento cyklus sa vyskytuje v matrici mitochondrií (cytosol v prokaryotoch) . Čistým výsledkom je produkcia CO2, keď acetylová skupina vstupujúca do cyklu ako Acetyl CoA. Pritom dochádza k oxidácii kyseliny pyrohroznovej na oxid uhličitý a vodu.
Krebsov cyklus objavil HA Krebs (nemecký biochemik) v roku 1936 . Keď cyklus začína tvorbou kyseliny citrónovej, nazýva sa to cyklus kyseliny citrónovej. Cyklus tiež obsahuje tri karboxylové skupiny (COOH), ktoré sa tiež nazývajú cyklom trikarboxylovej kyseliny (cyklus TCA).
Cyklus kyseliny citrónovej (Krebs)
Kroky zapojené do Krebsovho cyklu :
Krok 1 : Citrát sa vyrába v tomto kroku, keď Acetyl CoA pridá k oxaloacetátu svoju acetylovú skupinu s dvoma atómami uhlíka.
Krok 2 : Citrát sa prevedie na izocitrát (izomér citrátu) odstránením jednej molekuly vody a pridaním druhej.
Krok 3 : NAD + je redukovaná na NA, keď je izocitrát oxidovaný a stráca molekulu CO2.
Krok 4 : C02 sa znova stráca, výsledná zlúčenina sa oxiduje a NAD + sa redukuje na NADH. Zvyšná molekula sa pripojí ku koenzýmu A nestabilnou väzbou. Alfa-ketoglutarát dehydrogenáza katalyzuje reakciu.
Krok 5 : GTP sa vytvára vytesnením CoA fosfátovou skupinou a prevádza sa na HDP.
Krok 6 : V tomto kroku sa tvoria FADH2 a oxidujúci sukcinát, keď sa dva vodíky prevedú na FAD.
Krok 7 : Substrát sa oxiduje a NAD + sa redukuje na NADH a oxaloacetát sa regeneruje.
Kľúčový rozdiel medzi glykolýzou a Krebsovým cyklom
- Glykolýza je známa tiež ako EMP (Embden-Meyerhof-Parnas Pathway alebo Cytoplasmic pathway) začína rozpadom glukózy na pyruvát; Krebsov cyklus je tiež známy ako cyklus TCA (kyselina trikarboxylová). Mitochondriálna respirácia začína oxidovať pyruvát na CO2.
- Čistý zisk celého cyklu sú dve molekuly ATP a dve molekuly NADH pre každú molekulu glukózy, ktorá sa štiepi, zatiaľ čo v Krebsovom cykle je šesť molekúl NADH2, 2 molekuly FADH2 pre každé dva acetyl-CoA enzýmy.
- Celkový počet vyrobených ATP je 8 a v Krebsovom cykle je celkový počet ATP 24.
- Pri glykolýze sa nevyvíja žiadny oxid uhličitý, zatiaľ čo v Krebsovom cykle sa nevyvíja oxid uhličitý.
- Miesto výskytu glykolýzy je vo vnútri cytoplazmy; Krebsov cyklus sa vyskytuje vo vnútri mitochondrií (cytosol v prokaryotoch).
- Glykolýza sa môže vyskytovať v prítomnosti kyslíka, tj aeróbneho alebo bez kyslíka, tj anaeróbneho ; Krebsov cyklus prebieha aeróbne .
- Molekula glukózy sa rozloží na dve molekuly organickej látky, pyruvát v glykolýze, zatiaľ čo degradácia pyruvátu je úplne na anorganické látky, ktoré sú CO2 a H2O.
- V glykolýze sa 2 molekuly ATP spotrebúvajú na fosforyláciu, zatiaľ čo v Krebovom cykle nie je spotreba ATP .
- Žiadna úloha oxidačnej fosforylácie pri glykolýze; hlavná úloha oxidatívnej fosforylácie je rovnako taká, že oxaloacetát hrá katalytickú úlohu v Krebsovom cykle.
- Rovnako ako pri glykolýze sa glukóza rozpadá na pyruvát, a preto sa glykolýza považuje za prvý krok dýchania ; Krebsov cyklus je druhým krokom dýchania pri výrobe ATP.
- Glykolýza je priama alebo lineárna dráha ; zatiaľ čo Krebsov cyklus je kruhová cesta .
záver
Obe dráhy produkujú energiu pre bunku, kde glykolýza je rozpad molekuly glukózy za vzniku dvoch molekúl pyruvátu, zatiaľ čo Krebov cyklus je proces, pri ktorom acetyl CoA produkuje citrát pridaním jeho acetylovej skupiny uhlíka k oxaloacetátu. Glykolýza je nevyhnutná pre mozog, ktorý závisí od glukózy v energii.
Krebov cyklus je dôležitou metabolickou cestou pri dodávaní energie do tela, približne 65 - 70% ATP je syntetizovaných v Krebsovom cykle. Cyklus kyseliny citrónovej alebo Krebsov cyklus je konečná oxidačná cesta, ktorá spája takmer všetky jednotlivé metabolické dráhy.
