تفاوت بین چرخه گلیکولیز کربس و زنجیره انتقال الکترون

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت کلیدی بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون، بازده خالص است. گلیکولیز دو پیرووات، دو ATP و دو NADH تولید می کند، در حالی که چرخه کربس دو دی اکسید کربن، سه NADH، یک FADH_{2،و یک ATP تولید می کند. از سوی دیگر، زنجیره انتقال الکترون، سی و چهار ATP و یک مولکول آب تولید می‌کند.}

تنفس سلولی مجموعه ای از واکنش های متابولیکی است که در سلول های موجودات زنده برای تبدیل انرژی شیمیایی از اکسیژن یا مواد مغذی به ATP و آزادسازی مواد زائد رخ می دهد. معمولاً شامل مواد مغذی مانند کربوهیدرات ها، اسیدهای چرب و پروتئین ها می شود.متداول ترین عامل اکسید کننده تامین کننده انرژی شیمیایی، اکسیژن مولکولی است. این انرژی شیمیایی ذخیره شده در ATP فرآیندهایی را هدایت می کند که به انرژی نیاز دارند، مانند بیوسنتز، حرکت، یا انتقال مولکول ها از طریق غشای سلولی. تنفس سلولی یکی از راه هایی است که سلول انرژی شیمیایی را برای سوخت رسانی به فعالیت های سلولی آزاد می کند. این واکنش ها در یک سری مسیرهای بیوشیمیایی انجام می شود. گلیکولیز، چرخه کربس، و زنجیره انتقال الکترون، که واکنش‌های ردوکس هستند، این مسیرها هستند.

گلیکولیز چیست؟

گلیکولیز یک مسیر متابولیک است که گلوکز را به پیروات تبدیل می کند. این فرآیند در سیتوپلاسم انجام می شود. این اولین مرحله در تجزیه گلوکز برای استخراج انرژی در فرآیند متابولیسم سلولی است. گلیکولیز به عنوان اولین مرحله در تنفس سلولی نیز شناخته می شود. گلیکولیز شامل یک سری واکنش برای استخراج انرژی است که شامل شکافتن مولکول شش کربنی است. گلوکز به مولکول های سه کربنه؛ پیروات هادر طی این فرآیند، انرژی آزاد آزاد شده برای تولید مولکول های پر انرژی مانند آدنوزین تری فسفات (ATP) و نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NADH) استفاده می شود.

شکل 01: گلیکولیز

مسیر گلیکولیز شامل ده واکنش است که توسط ده آنزیم مختلف کاتالیز می شود. این مسیر متابولیک نیازی به اکسیژن ندارد، بنابراین یک مسیر بی هوازی محسوب می شود. مسیر گلیکولیز دارای دو فاز مجزا است: مرحله آماده سازی که در آن ATP مصرف می شود و فاز پرداخت که در آن ATP تولید می شود. هر مرحله شامل پنج مرحله است. در طول مرحله آماده سازی، پنج مرحله اول انجام می شود - آنها انرژی برای تبدیل گلوکز به فسفات قند سه کربنه مصرف می کنند. فاز پرداخت شامل پنج مرحله آخر است که در آن یک سود خالص از مولکول های غنی از انرژی وجود دارد.از آنجایی که گلوکز در مرحله آماده سازی منجر به دو قند تریوز می شود، هر واکنش در مرحله پرداخت دو بار در هر مولکول گلوکز رخ می دهد. بنابراین، بازدهی دو مولکول NADH و چهار مولکول ATP وجود دارد. سود خالص گلیکولیز شامل دو مولکول پیروات، دو مولکول NADH و دو مولکول ATP است.

چرخه کربس چیست؟

چرخه کربس (چرخه اسید سیتریک یا چرخه اسید تری کربوکسیلیک) مجموعه ای از واکنش های شیمیایی برای آزادسازی انرژی ذخیره شده از طریق اکسیداسیون استیل co-A، گروه استیل دو کربنی است که از کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها مشتق می شود.. پیرووات که در طی گلیکولیز تولید می شود، به استیل co-A تبدیل می شود.

شکل 02: چرخه کربس

چرخه کربس در ماتریکس میتوکندری یوکاریوت ها و در سیتوپلاسم پروکاریوت ها انجام می شود.این چرخه یک مسیر حلقه بسته است که شامل هشت مرحله است. در اینجا، آخرین قسمت مسیر، مولکول چهار کربنی، اگزالواستات را اصلاح می کند که در مرحله اول استفاده می شود. در این مسیر متابولیک، اسید سیتریک مصرف شده در یک توالی از واکنش ها بازسازی می شود تا چرخه کامل شود. چرخه کربس در ابتدا استیل co-A و آب مصرف می کند و نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD

+^{) را به NADH کاهش می دهد. در نتیجه دی اکسید کربن تولید می شود. چرخه کربس در نهایت دو مولکول دی اکسید کربن، یک GTP یا ATP، سه مولکول NADH و یک FADH}2 _{تولید می کند. چرخه کربس یک مسیر هوازی در نظر گرفته می شود زیرا از اکسیژن استفاده می شود.}

زنجیره انتقال الکترون چیست؟

زنجیره انتقال الکترون (ETC) مسیری است که از مجموعه‌ای از کمپلکس‌های پروتئینی تشکیل شده است که الکترون‌ها را از طریق واکنش‌های ردوکس از اهداکنندگان الکترون به گیرنده‌های الکترون منتقل می‌کنند.این باعث می شود یون های هیدروژن در ماتریکس میتوکندری جمع شوند. ETC در غشای داخلی میتوکندری اتفاق می افتد. در اینجا، یک گرادیان غلظت تشکیل می شود که در آن یون های هیدروژن با عبور از آنزیم سنتاز ATP به خارج از ماتریکس منتشر می شوند. این ADP تولید کننده ADP را فسفریله می کند.

شکل 03: زنجیره انتقال الکترون

ETC آخرین مرحله تنفس هوازی است که در آن الکترون ها از یک مجتمع به مجتمع دیگر منتقل می شوند و اکسیژن مولکولی را برای تولید آب کاهش می دهند. چهار کمپلکس پروتئینی در این مسیر دخیل هستند. آنها با نام های Complex I، Complex II، Complex III و Complex IV مشخص می شوند. ویژگی منحصر به فرد ETC وجود یک پمپ پروتون برای ایجاد شیب پروتون در سراسر غشای میتوکندری است.به عبارت دیگر، الکترون ها از NADH و FADH_{2 به اکسیژن مولکولی منتقل می شوند. در اینجا، پروتون ها از ماتریکس به غشای داخلی میتوکندری پمپ می شوند و اکسیژن برای تشکیل آب کاهش می یابد. سود خالص ETC شامل سی و چهار مولکول ATP و یک مولکول آب است.}

شباهت‌های بین چرخه گلیکولیز کربس و زنجیره انتقال الکترون چیست؟

• گلیکولیز، چرخه کربس و زنجیره انتقال الکترون سه مرحله در تنفس سلولی هستند.
• هر سه مسیر با واسطه آنزیم هستند.
• این مسیرها ATP تولید می کنند.
• چرخه کربس و ETC مسیرهای هوازی هستند.
• گلیکولیز و چرخه کربس NADH را تولید می کند.
• هر دو چرخه کربس و ETC در میتوکندری اتفاق می افتد.

تفاوت بین چرخه گلیکولیز کربس و زنجیره انتقال الکترون چیست؟

گلیکولیز دو پیروات، دو ATP و دو NADH تولید می کند، در حالی که چرخه کربس دو دی اکسید کربن، سه NADH، یک FADH2 و یک ATP تولید می کند.زنجیره انتقال الکترون سی و چهار ATP و یک مولکول آب تولید می کند. این تفاوت اصلی بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون است. گلیکولیز شامل ده مرحله است که ده آنزیم مختلف را شامل می شود و یک دنباله خطی است، در حالی که چرخه کربس شامل هشت مرحله است و یک مسیر حلقه بسته است که در آن قسمت آخر مسیر، مولکول مورد استفاده در مرحله اول را اصلاح می کند. از سوی دیگر، زنجیره انتقال الکترون مجموعه‌ای از واکنش‌ها است که از چهار کمپلکس پروتئینی تشکیل شده و یک توالی خطی نیز می‌باشد. این تفاوت دیگری بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون است. علاوه بر این، گلیکولیز ATP را مصرف می کند در حالی که چرخه کربس و زنجیره انتقال الکترون ATP را مصرف نمی کند. تفاوت دیگر بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون این است که گلیکولیز یک مسیر بی هوازی است در حالی که چرخه کربس و ETC مسیرهای هوازی هستند.

اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون را به شکل جدولی فهرست می‌کند.

خلاصه - گلیکولیز در مقابل چرخه کربس در مقابل زنجیره انتقال الکترون

تنفس سلولی یکی از راه هایی است که سلول انرژی شیمیایی را برای سوخت مورد نیاز برای فعالیت های سلولی آزاد می کند. این شامل سه مسیر بیوشیمیایی است: گلیکولیز، چرخه کربس و زنجیره انتقال الکترون. گلیکولیز یک مسیر متابولیک است که گلوکز را به پیروات تبدیل می کند. این یک مسیر بی هوازی است که در سیتوپلاسم انجام می شود. گلیکولیز به عنوان اولین مرحله در تنفس سلولی نیز شناخته می شود. مسیر گلیکولیز شامل ده واکنش است که توسط ده آنزیم مختلف کاتالیز می شود. چرخه کربس مجموعه ای از واکنش های شیمیایی برای آزادسازی انرژی ذخیره شده از طریق اکسیداسیون استیل co-A، گروه استیل دو کربنی است. چرخه کربس در ماتریکس میتوکندری اتفاق می افتد. این یک مسیر حلقه بسته است که شامل هشت مرحله است. چرخه کربس مرحله دوم تنفس سلولی است و یک مسیر هوازی است. زنجیره انتقال الکترون مسیری است که از مجموعه‌ای از کمپلکس‌های پروتئینی تشکیل شده است که الکترون‌ها را از طریق واکنش‌های ردوکس از اهداکنندگان الکترون به گیرنده‌های الکترون منتقل می‌کنند.همچنین یک مسیر هوازی است که در غشای داخلی میتوکندری انجام می شود. بنابراین، این تفاوت بین چرخه کربس گلیکولیز و زنجیره انتقال الکترون را خلاصه می کند.