Differenza tra glicolisi e ciclo TCA
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Differenza chiave - Glicolisi vs ciclo TCA
La respirazione è un processo che occupa una serie di reazioni che sono accoppiate da reazioni di ossidazione e riduzione e trasferimento di elettroni. Alla fine della respirazione, gli organismi producono energia da utilizzare per i loro processi metabolici. Questa energia viene prodotta sotto forma di ATP (la valuta energetica delle cellule). Durante la respirazione aerobica, le molecole di ossigeno agiscono come accettori finali di elettroni e vengono ridotte per produrre acqua. Questo crea un gradiente elettrochimico che guida la sintesi dell'ATP. La respirazione aerobica consiste in tre fasi principali, in cui le molecole di carbonio vengono riorganizzate attraverso una serie di reazioni catalizzate da enzimi per produrre ATP. La prima fase, comune agli aerobi e agli anaerobi, è la via glicolitica in cui il substrato di zucchero, principalmente glucosio, viene catabolizzato in due molecole di piruvato. Questa conversione produce due molecole di ATP e due molecole di NADH. La seconda fase è il ciclo dell'acido tricarbossilico (TCA), che è l'hub centrale in cui gli intermedi di tutte le vie metaboliche si uniscono per contribuire alla produzione di energia producendo NADH, FADH2 e due molecole di CO2 tramite reazioni di riduzione dell'ossidazione. Il ciclo TCA ha luogo solo in aerobiosi. In entrambi questi processi, avviene la fosforilazione del livello di substrato per produrre energia. La differenza chiave tra la glicolisi e il ciclo TCA è quella la glicolisi si verifica nel citoplasma mentre il ciclo del TCA si verifica nei mitocondri.
CONTENUTO
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è la glicolisi
3. Cos'è il ciclo TCA
4. Somiglianze tra glicolisi e ciclo TCA
5. Confronto affiancato - Glicolisi vs Ciclo TCA in forma tabulare
6. Sommario
Cos'è la glicolisi?
Glicolisi o il Via Embden-Meyerhof è il primo passo della produzione di energia e si svolge nel citosol di entrambi gli aerobi e anaerobi. È una procedura di reazione catalizzata da un enzima che comprende dieci fasi di reazione. Nella glicolisi, le molecole di zucchero vengono fosforilate e intrappolate nella cellula per catabolizzarsi in due molecole di piruvato (tre composti di carbonio) che sono i prodotti finali della glicolisi.
Fasi di glicolisi
Ha tre fasi principali come segue:
Fase preparatoria
In questa fase, i residui di zucchero che contengono sei atomi di carbonio sono fosforilati e intrappolati nella cellula. La fase preparatoria è una fase che richiede energia in cui vengono utilizzate due molecole di ATP.
Cleavage Stage
Durante questa fase, la molecola di 6-carbonio viene scissa in due residui di 3-carbonio fosforilati.
Paga il palco
Questa è la fase finale della glicolisi in cui vengono sintetizzati ATP e NADH. Per ogni 6 substrati di zucchero di carbonio, vengono prodotte 4 molecole di ATP, 2 molecole di NADH e 2 molecole di piruvato; quindi è la fase di produzione di energia della glicolisi.
Figura 01: glicolisi
Reazione globale della glicolisi
Glucosio + 2Pio + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H2O + 2H+
Produzione netta di ATP = 2ATP
Cos'è il ciclo TCA?
Ciclo TCA, indicato anche come Ciclo dell'acido citrico o ciclo di Krebs, si svolge nella matrice dei mitocondri. Fa parte della respirazione aerobica; quindi, si svolge solo in aerobi. Il ciclo TCA è un percorso ciclico enzimatico catalizzato in cui un substrato a 4 atomi di carbonio (acido ossalacetico) accetta Acetil CoA a 2 atomi di carbonio per ottenere una molecola di 6-carbonio (citrato). Il citrato subisce una via metabolica ciclica per produrre due molecole di anidride carbonica, due molecole NADH, una FADH2 molecola e una molecola GTP. La funzione principale del ciclo TCA è quella di raccogliere elettroni ad alta energia da combustibili di carbonio. Questi elettroni ad alta energia vengono quindi trasferiti alla catena di trasporto degli elettroni, che è lo stadio finale della respirazione aerobica per la sintesi di ATP. Il ciclo TCA funge anche da via finale comune per l'ossidazione di carboidrati, amminoacidi, acidi grassi e nucleotidi. I carboidrati e gli acidi grassi entrano nel ciclo TCA come acetil-coenzima A mentre gli aminoacidi entrano nel ciclo TCA come α-chetoglutarato e nucleotidi come fumarato.
Figura 02: ciclo TCA
Reazione globale del ciclo TCA
Acetil Co A + 3 NAD+ + FAD + PIL + 2Pio + 2H2O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Quali sono le somiglianze tra la glicolisi e il ciclo TCA?
- La glicolisi e il ciclo TCA comprendono una serie di reazioni catalizzate da enzimi.
- In entrambi i processi avviene la fosforilazione a livello del substrato.
- Entrambi i processi producono NADH, H2O come prodotti.
- Entrambi i processi sono regolati attraverso il controllo ormonale, la regolazione allosterica e l'inibizione del prodotto finale (meccanismi di feedback).
Qual è la differenza tra la glicolisi e il ciclo TCA?
Glicolisi vs ciclo TCA | |
| La glicolisi è il processo in cui 6 molecole di zucchero di carbonio (monosaccaride) vengono catabolizzate in molecole di piruvato 3-carbonio attraverso reazioni catalizzate da enzimi. | Il ciclo TCA è il processo in cui l'energia immagazzinata in molecole di carbonio viene raccolta per produrre composti ricchi di elettroni per la catena di trasporto degli elettroni per sintetizzare l'ATP attraverso la fosforilazione ossidativa. |
| Sito di reazione | |
| La glicolisi si verifica nel citosol. | Il ciclo del TCA si verifica nella matrice dei mitocondri. |
| Requisito di ossigeno | |
| La glicolisi può verificarsi in condizioni sia aerobiche che anaerobiche. | Il ciclo TCA è rigorosamente aerobico. |
| Iniziare il Composto | |
| Sei monosaccaridi di carbonio (glucosio) è il substrato di partenza della glicolisi. | L'ossalacetato di carbonio è il substrato di partenza del ciclo TCA. |
| Prodotti finali | |
| Due molecole di piruvato, due molecole di ATP e due molecole di NADH sono i prodotti finali della glicolisi. | Due CO2, una GTP, tre NADH e una FADH2 sono i prodotti finali del ciclo TCA. |
| Sequenza di reazioni | |
| Le reazioni glicolitiche si presentano come una sequenza lineare. | Il ciclo TCA avviene tramite una sequenza ciclica. |
| Coinvolgimento di CO2 | |
| La CO2 non è richiesta o prodotta durante la glicolisi. | La CO2 viene prodotta per ciascuna molecola acetilica A del ciclo TCA. |
| Consumo di ATP | |
| 2 molecole di ATP sono consumate dalla via glicolitica. | Le molecole di ATP non sono utilizzate nel ciclo TCA. |
Riassunto - Glicolisi vs ciclo TCA
La glicolisi e il ciclo TCA sono due percorsi metabolici vitali coinvolti nella produzione di energia attraverso intermedi di carbonio derivati dalle macro molecole di carboidrati, proteine, grassi e acidi nucleici. Entrambi i processi sono mediati da enzimi e sono soggetti a una costante regolazione basata sul fabbisogno energetico della cellula / organismo e le percentuali di questi processi differiscono in varie condizioni, come lo stato di digiuno, lo stato ben nutrito, lo stato di fame e lo stato di esercizio. È importante studiare la regolazione della via glicolitica e il ciclo TCA al fine di derivare relazioni biochimiche per affrontare gli squilibri metabolici nel corpo. La glicolisi è il processo di iniziativa della respirazione e il ciclo TCA è la seconda fase principale della respirazione aerobica che si collega con la fase finale della respirazione (catena di trasporto degli elettroni). La glicolisi si verifica nel citoplasma e produce piruvati; questi piruvati entrano nei mitocondri e aiutano nel ciclo del TCA. La glicolisi può avvenire in organismi sia aerobi che anaerobici. Tuttavia, il ciclo TCA si verifica solo negli organismi aerobici poiché necessita di condizioni aerobiche. Questa è la differenza tra glicolisi e ciclo TCA.
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Riferimenti:
1. Berg, Jeremy M. "The Citric Acid Cycle." Biochimica. 5a edizione., U.S. National Library of Medicine, 1 gennaio 1970, Disponibile qui. Accesso 21 agosto 2017.
Berg, Jeremy M. "La glicolisi è una via di conversione energetica in molti organismi." Biochimica. 5a edizione., U.S. National Library of Medicine, 1 gennaio 1970, Disponibile qui. Accesso 21 agosto 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "Glicolisi" di WYassineMrabet - Opera propria (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Ciclo acido citrico noi" di Narayanese (parlare) - Versione modificata di Immagine: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
