تفاوت کلیدی - گلیکولیز در مقابل چرخه TCA
تنفس فرآیندی است که مجموعه‌ای از واکنش‌ها را اشغال می‌کند که با واکنش‌های اکسیداسیون و کاهش و انتقال الکترون همراه می‌شوند. در پایان تنفس، موجودات انرژی برای استفاده در فرآیندهای متابولیک خود تولید می کنند. این انرژی به صورت ATP (ارز انرژی سلول ها) تولید می شود. در طول تنفس هوازی، مولکول های اکسیژن به عنوان گیرنده های الکترون نهایی عمل می کنند و برای تولید آب کاهش می یابند. این یک گرادیان الکتروشیمیایی ایجاد می کند که سنتز ATP را هدایت می کند. تنفس هوازی شامل سه فاز اصلی است که در آن مولکول‌های کربن از طریق یک سری واکنش‌های کاتالیز شده با آنزیم برای تولید ATP بازآرایی می‌شوند.فاز اول، مشترک بین هوازی و بی هوازی، مسیر گلیکولیتیک است که در آن سوبسترای قند، عمدتاً گلوکز، به دو مولکول پیروات کاتابولیز می شود. این تبدیل دو مولکول ATP و دو مولکول NADH تولید می کند. فاز دوم چرخه اسید تری کربوکسیلیک (TCA) است، که مرکز مرکزی است که در آن واسطه های تمام مسیرهای متابولیک به یکدیگر می پیوندند تا با تولید NADH، FADH2 و دو مولکول CO2به تولید انرژی کمک کنند. از طریق واکنش های اکسیداسیون - کاهش. چرخه TCA فقط در هوازی انجام می شود. در هر دو این فرآیند، فسفوریلاسیون سطح بستر برای تولید انرژی صورت می گیرد. تفاوت اصلی بین گلیکولیز و چرخه TCA این است که گلیکولیز در سیتوپلاسم رخ می دهد در حالی که چرخه TCA در میتوکندری رخ می دهد.
گلیکولیز چیست؟
گلیکولیز یا مسیر Embden-Meyerhof اولین مرحله تولید انرژی است و در سیتوزول هوازی و بی هوازی انجام می شود. این یک روش واکنش کاتالیز شده با آنزیم است که شامل ده مرحله واکنش است.در گلیکولیز، مولکول های قند فسفریله می شوند و در سلول به دام می افتند تا به دو مولکول پیروات (ترکیب سه کربنه) تبدیل شوند که محصولات نهایی گلیکولیز هستند.
مراحل گلیکولیز
دارای سه مرحله اصلی به شرح زیر است:
مرحله تدارکاتی
در این مرحله، بقایای قند که حاوی شش اتم کربن هستند، فسفریله شده و در سلول به دام می افتند. مرحله آماده سازی یک مرحله نیاز به انرژی است که در آن از دو مولکول ATP استفاده می شود.
مرحله برش
در طول این مرحله، مولکول 6 کربنی به دو باقیمانده 3 کربنی فسفریله شده تقسیم می شود.
مرحله پرداخت
این مرحله نهایی گلیکولیز است که در آن ATP و NADH سنتز می شوند. برای هر 6 سوبسترای قند کربنی، 4 مولکول ATP، 2 مولکول NADH و 2 مولکول پیروات تولید می شود. بنابراین فاز تولید انرژی گلیکولیز است.
شکل 01: گلیکولیز
واکنش کلی گلیکولیز
گلوکز + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H O + 2H+
تولید خالص ATP=2ATP
چرخه TCA چیست؟
چرخه
TCA که به عنوان چرخه اسید سیتریک یا چرخه کربس نیز شناخته می شود، در ماتریکس میتوکندری انجام می شود. بخشی از تنفس هوازی است. از این رو، فقط در هوازی اتفاق می افتد. چرخه TCA یک مسیر حلقوی کاتالیز شده آنزیمی است که در آن یک سوبسترای 4 کربنی (اسید اگزالواستیک) استیل CoA 2 کربنی را برای تولید یک مولکول 6 کربنی (سیترات) می پذیرد. سیترات یک مسیر متابولیک چرخه ای را طی می کند تا دو مولکول دی اکسید کربن، دو مولکول NADH، یک مولکول FADH2و یک مولکول GTP تولید کند.وظیفه اصلی چرخه TCA برداشت الکترون های پرانرژی از سوخت کربن است. سپس این الکترون‌های پر انرژی به زنجیره انتقال الکترون منتقل می‌شوند که مرحله نهایی تنفس هوازی برای سنتز ATP است. چرخه TCA همچنین به عنوان آخرین مسیر مشترک برای اکسیداسیون کربوهیدرات ها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب و نوکلئوتیدها عمل می کند. کربوهیدرات ها و اسیدهای چرب به عنوان استیل کوآنزیم A وارد چرخه TCA می شوند در حالی که اسیدهای آمینه به صورت α-کتوگلوتارات و نوکلئوتیدها به صورت فومارات وارد چرخه TCA می شوند.
شکل 02: چرخه TCA
واکنش کلی چرخه TCA
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
شباهت های بین گلیکولیز و چرخه TCA چیست؟
- گلیکولیز و چرخه TCA شامل مجموعه ای از واکنش های کاتالیز شده آنزیمی است.
- در هر دو فرآیند، فسفوریلاسیون سطح بستر انجام می شود.
- هر دو فرآیند NADH، H2O را به عنوان محصولات تولید می کنند.
- هر دو فرآیند از طریق کنترل هورمونی، تنظیم آلوستریک و مهار محصول نهایی (مکانیسم‌های بازخورد) تنظیم می‌شوند.
تفاوت بین گلیکولیز و چرخه TCA چیست؟
گلیکولیز در مقابل چرخه TCA |
|
| گلیکولیز فرآیندی است که در آن 6 مولکول قند کربن (مونوساکارید) از طریق واکنش های کاتالیز شده با آنزیم به مولکول های پیروات 3 کربنی کاتابولیز می شوند. | چرخه TCA فرآیندی است که در آن انرژی ذخیره شده در مولکول های کربن برای تولید ترکیبات غنی از الکترون برای زنجیره انتقال الکترون برای سنتز ATP از طریق فسفوریلاسیون اکسیداتیو برداشت می شود. |
| سایت واکنش | |
| گلیکولیز در سیتوزول رخ می دهد. | چرخه TCA در ماتریکس میتوکندری رخ می دهد. |
| نیاز به اکسیژن | |
| گلیکولیز می تواند در هر دو شرایط هوازی و بی هوازی رخ دهد. | چرخه TCA کاملاً هوازی است. |
| ترکیب شروع | |
| شش کربن مونوساکارید (گلوکز) بستر شروع گلیکولیز است. | Oxaloacetate چهار کربنی بستر شروع چرخه TCA است. |
| محصولات نهایی | |
| دو مولکول پیروات، دو مولکول ATP و دو مولکول NADH محصولات نهایی گلیکولیز هستند. | دو CO2، یک GTP، سه NADH و یک FADH2 محصولات نهایی چرخه TCA هستند. |
| توالی واکنش ها | |
| واکنش های گلیکولیتیک به صورت یک توالی خطی رخ می دهد. | چرخه TCA از طریق یک توالی چرخه ای رخ می دهد. |
| مشارکت CO2 | |
| CO2 در طول گلیکولیز مورد نیاز یا تولید نمی شود. | CO2 برای هر مولکول استیل co A از چرخه TCA تولید می شود. |
| مصرف ATP | |
| 2 مولکول ATP توسط مسیر گلیکولیتیک مصرف می شود. | مولکول های ATP در چرخه TCA استفاده نمی شوند. |
خلاصه - گلیکولیز در مقابل چرخه TCA
گلیکولیز و چرخه TCA دو مسیر متابولیک حیاتی هستند که در تولید انرژی از طریق واسطه های کربن مشتق شده از مولکول های کلان کربوهیدرات ها، پروتئین ها، چربی ها و اسیدهای نوکلئیک نقش دارند.هر دو فرآیند با واسطه آنزیم هستند و بر اساس انرژی مورد نیاز سلول/ارگانیسم تحت تنظیم ثابت هستند و نرخ این فرآیندها تحت شرایط مختلف مانند حالت ناشتا، حالت تغذیه خوب، حالت گرسنگی و حالت ورزش متفاوت است. مطالعه تنظیم مسیر گلیکولیتیک و چرخه TCA به منظور استخراج روابط بیوشیمیایی برای رسیدگی به عدم تعادل متابولیک در بدن مهم است. گلیکولیز فرآیند ابتکاری تنفس است و چرخه TCA دومین مرحله اصلی تنفس هوازی است که با مرحله نهایی تنفس (زنجیره انتقال الکترون) ارتباط دارد. گلیکولیز در سیتوپلاسم رخ می دهد و پیرووات تولید می کند. این پیروات ها وارد میتوکندری شده و به چرخه TCA کمک می کنند. گلیکولیز می تواند در هر دو موجودات هوازی و بی هوازی اتفاق بیفتد. با این حال، چرخه TCA فقط در موجودات هوازی اتفاق می افتد زیرا به شرایط هوازی نیاز دارد. این تفاوت بین گلیکولیز و چرخه TCA است.
دانلود نسخه PDF Glycolysis vs TCA Cycle
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین گلیکولیز و چرخه TCA.
