Glükolüüsi ja Krebsi tsükli peamine erinevus on järgmine: glükolüüs on esimene samm, mis osaleb hingamisprotsessis ja toimub raku tsütoplasmas . Krebsi tsükkel on aga teine hingamisprotsess, mis toimub raku mitokondrites . Mõlemad on hingamisega seotud protsessid, mille eesmärk on täita keha energiavajadus.
Glükolüüsi määratletakse kui reaktsioonide ahelat, mis muundab glükoosi (või glükogeeni) püruvaatlaktaadiks ja tekitab seega ATP. Teiselt poolt hõlmab Krebi tsükkel või sidrunhappe tsükkel atsetüül-CoA oksüdeerimist CO2 ja H2O-ks.
Hingamine on kogu elusolendi oluline protsess, mille käigus võetakse kasutusele hapnik ja kehast eraldub süsinikdioksiid. Selle protsessi käigus vabaneb energia, mida kasutatakse keha erinevate funktsioonide täitmiseks. Lisaks kahele ülaltoodud mehhanismile on ka mitmesuguseid muid hingamismehhanisme, nagu elektronide transpordisüsteem, pentoosfosfaadirada, püruviinhappe anaeroobne lagunemine ja terminaalne oksüdatsioon.
Esitatud sisus käsitleme üldist erinevust kahe kõige olulisema hingamismehhanismi vahel, milleks on glükolüüs ja Krebsi tsükkel.
Võrdlusdiagramm
| Võrdluse alus | Glükolüüs | Krebsi tsükkel |
|---|---|---|
| Algab koos | Jagage glükoos püruvaadiks. | Oksüdeerida püruvaat CO2-ks. |
| Tuntud ka kui | EMP (Embden-Meyerhof-Parnas rada või tsütolplasmaatiline rada). | TCA (trikaboksüülhappe) tsükkel, mitokondriaalne hingamine. |
| Süsinikdioksiidi roll | Glükolüüsi käigus süsinikdioksiidi ei eraldu. | Süsinikdioksiid eraldub Krebsi tsüklis. |
| Esinemise koht | Tsütoplasma sees. | Esineb mitokondrites (tsütosool prokarüootides) |
| See võib toimuda kui | Aeroobselt (st hapniku juuresolekul) või anaeroobselt (st hapniku puudumisel). | See toimub aeroobselt (hapniku olemasolu). |
| Molekuli lagunemine | Glükoosimolekul laguneb kaheks orgaaniliste ainete molekuliks - püruvaadiks. | Püruvaadi lagunemine toimub täielikult anorgaanilisteks aineteks, milleks on CO2 ja H2O. |
| ATP tarbimine | Fosforüülimiseks kulub 2 ATP molekuli. | See ei tarbi ATP-d. |
| Puhaskasum | Iga glükoosimolekuli kohta lagundatakse kaks molekuli ATP ja kaks molekuli NADH. | Kuus NADH2 molekuli, 2 FADH2 molekuli iga kahe atsetüül-CoA ensüümi kohta. |
| Toodetud ATP arv | ATP puhaskasum on 8 (sealhulgas NADH). | ATP puhaskasum on 24. |
| Oksüdatiivne fosforüülimine | Puudub oksüdatiivse fosforüülimise roll. | Oksüdatiivse fosforüülimise olulist rolli ja oksaloatsetaati peetakse katalüütiliseks. |
| Astuge sisse hingamise protsess | Glükoos lagundatakse püruvaadiks ja seetõttu öeldakse, et hingamise esimene samm on glükolüüs. | Krebsi tsükkel on hingamise teine samm. |
| Raja tüüp | See on sirge või lineaarne rada. | See on ümmargune rada. |
Glükolüüsi määratlus
Glükolüüs on tuntud ka kui 'Embden-Meyerhof-Parnas Pathway '. See on ainulaadne rada, mis toimub nii aeroobselt kui ka anaeroobselt, ilma molekulaarse hapniku kaasamiseta. See on peamine glükoosi metabolismi tee ja toimub kõigi rakkude tsütosoolis. Selle protsessi põhikontseptsioon on see, et üks glükoosi molekul oksüdeeritakse osaliselt kaheks mooliks püruvaadiks, mida soodustab ensüümide olemasolu.
Glükolüüs on protsess, mis toimub 10 lihtsa sammuna. Selles tsüklis toimuvad glükolüüsi esimesed seitse etappi tsütoplasmaatilistes organellides, mida nimetatakse glükosoomiks . Kui ülejäänud kolm reaktsiooni, näiteks heksokinaas, fosfofruktokinaas ja püruvaatkinaas, on pöördumatud.
Kogu tsükkel jaguneb kaheks faasiks, esimesi viit etappi nimetatakse ettevalmistavaks etapiks ja teist nimetatakse väljamaksefaasiks . Selle raja esimesel viiel etapil toimub glükoosi fosforüülimine kaks korda ja see muundatakse fruktoos-1, 6-bifosfaadiks, nii et võime öelda, et siin kulub fosforüülimise tõttu energiat ja ATP on fosforüülrühma doonor.
Nüüd lõheneb fruktoos-1, 6-bifosfaat kahe 2, 3-süsiniku molekuli saamiseks. Dihüdroksüatsetoonfosfaat, mis on üks toode, muundatakse glütseraldehüüdide 3-fosfaadiks. Nii saadakse kaks glütseraldehüüd-3-fosfaadi molekuli, mida töödeldakse edasi viieastmeliseks tasuvusfaasiks.
Tasuvusfaas on glükolüüsi energiakasutuse faas ja see annab viimases etapis ATP ja NADH. Esiteks oksüdeeritakse glütseraldehüüd-3-fosfaat NAD + -ga elektronaktseptorina (NADH moodustamiseks) ja anorgaaniline fosfaat lisatakse, et saada suure energiaga molekul 1, 3-bifosfoglütseraadina. Seejärel annetatakse ADP-le kõrge energiasisaldusega fosfaat süsinikul, et muuta see ATP-ks. Seda ATP tootmist nimetatakse substraaditaseme fosforüülimiseks.
Glükolüüsi rada
Seega on glükolüüsi energiasaak 2 ATP ja 2 NADH glükoosi ühest molekulist.
Glükolüüsiga seotud etapid :
1. samm : seda esimest etappi nimetatakse fosforüülimiseks, see on pöördumatu reaktsioon, mida viib ensüüm nimega heksokinaas. Seda ensüümi leidub igat tüüpi rakkudes. Selles etapis fosforüülitakse glükoos ATP-ga, moodustades suhkru-fosfaadi molekuli. Fosfaadil olev negatiivne laeng takistab suhkrufosfaadi läbimist läbi plasmamembraani ja seeläbi haardub glükoos raku sees.
2. etapp : Seda etappi nimetatakse isomerisatsiooniks, selles keemilise struktuuri pöörduvas ümberkorraldamises liigub karbonüülhapnik süsinikust 1 süsinik-2-ni, moodustades aldoossuhkrust ketoosi.
3. samm : see on ka fosforüleerimisetapp, süsiniku 1 uut hüdroksüülrühma fosforüülitakse ATP-ga kahe kolme süsiniku sisaldava suhkru fosfaadi moodustamiseks. Seda etappi reguleerib ensüüm fosfofruktokinaas, mis kontrollib suhkrute sisenemist glükolüüsi.
4. samm : seda nimetatakse lõhestamisreaktsiooniks . Kuus süsinikusuhkru lõhustamisel saadakse kaks kolme süsiniku molekuli. Ainult glütseraldehüüd-3-fosfaat võib glükolüüsi teel toimuda kohe.
Etapp 5 : See on ka isomerisatsioonireaktsioon, kus teine etapi 4 saadus, dihüdroksüatsetoonfosfaat, isomeeritakse, saades glütseraldehüüd-3-fosfaadi.
6. samm : sellest etapist algab energiatootmise etapp. Niisiis oksüdeeritakse kaks glütseraldehüüd-3-fosfaadi molekuli. -SH-rühmaga reageerides pärsib jodoatsetaat ensüümi glütseraldehüüd-3-fosfaatdehüdrogenaasi funktsiooni.
7. etapp : ATP moodustatakse etapis 6 moodustatud ülienergilisest fosfaatrühmast.
8. samm : vaba energiaga fosfaatestri side 3-fosfoglütseraadis viiakse süsinikust 3 2-fosfoglütseraadiks.
9. samm : Enooli fosfaatsideme moodustamiseks eemaldatakse vesi 2-fosfoglütseraadist. Enolaasi (seda etappi katalüüsiv ensüüm) pärsib fluoriid.
10. etapp : moodustab ATP, viies ADP üle kõrge energiasisaldusega fosfaatrühma, mis genereeriti 9. etapis.
Krebsi tsükli määratlus
See tsükkel toimub mitokondrite maatriksis (tsütosool prokarüootides) . Lõpptulemus on CO2 tootmine, kui atsetüülrühm siseneb tsüklisse atsetüül CoA-na. Selles toimub püruvhappe hapestamine süsinikdioksiidiks ja veeks.
Krebsi tsükli avastas HA Krebs (saksa päritolu biokeemik) 1936. aastal . Kuna tsükkel algab sidrunhappe moodustumisega, nimetatakse seda sidrunhappe tsükliks. Tsükkel sisaldab ka kolme karboksüülrühma (COOH), seega nimetatakse seda ka trikarboksüülhappe tsükliks (TCA tsükkel).
Sidrunhappe (Krebsi) tsükkel
Krebsi tsükliga seotud sammud :
1. etapp : Selles etapis toodetakse tsitraati, kui atsetüül CoA lisab oma kahe süsiniku atsetüülrühma oksaloatsetaadile.
2. samm : tsitraat muundatakse isotsitraadiks (tsitraadi isomeeriks), eemaldades ühe veemolekuli ja lisades teise.
3. samm : kui isotsitraat oksüdeeritakse ja kaotab CO2 molekuli, redutseeritakse NAD + NA-ni.
4. samm : CO2 kaob uuesti, saadud ühend oksüdeeritakse ja NAD + redutseeritakse NADH-ks. Ülejäänud molekul kinnitub koensüümi A külge ebastabiilse sideme kaudu. Alfa-ketoglutaraatdehüdrogenaas katalüüsib reaktsiooni.
5. samm : GTP genereeritakse CoA asendamisel fosfaatrühmaga ja kantakse SKP-sse.
6. samm : Selles etapis moodustuvad FADH2 ja oksüdeeriv suktsinaat, kui kaks vesinikku viiakse FAD-i.
7. samm : substraat oksüdeerub ja NAD + redutseeritakse NADH-ks ja oksaloatsetaat regenereeritakse.
Põhiline erinevus glükolüüsi ja Krebsi tsükli vahel
- Glükolüüsi tuntakse ka kui EMP (Embdeni-Meyerhof-Parnase rada või tsütoplasmaatiline rada) algab glükoosi lagunemisest püruvaadiks; Krebsi tsüklit tuntakse ka kui TCA (trikarboksüülhappe) tsüklit. Mitokondrite hingamine hakkab püruvaati oksüdeerima CO2-ks.
- Kogu tsükli puhaskasum on kaks molekuli ATP ja kaks molekuli NADH, iga lagundatud glükoosimolekuli kohta, Krebi tsüklis aga kuus molekuli NADH2, 2 molekuli FADH2 iga kahe atsetüül-CoA ensüümi kohta.
- Toodetud ATP on kokku 8 ja Krebsi tsüklis kokku ATP 24.
- Glükolüüsi käigus ei eraldu süsinikdioksiidi, samas kui Krebsi tsüklis süsinikdioksiid eraldub.
- Glükolüüsi esinemise koht asub tsütoplasmas; Krebsi tsükkel toimub mitokondrites (tsütosool prokarüootides).
- Glükolüüs võib toimuda hapniku juuresolekul, st aeroobselt või hapniku puudumisel, st anaeroobselt ; Krebsi tsükkel toimub aeroobselt .
- Glükoosimolekul laguneb glükolüüsi käigus orgaanilise aine kaheks molekuliks - püruvaadiks, püruvaat aga laguneb täielikult anorgaanilisteks aineteks, milleks on CO2 ja H2O.
- Glükolüüsi käigus kuluvad fosforüülimiseks 2 ATP molekuli, Krebi tsüklis ATP ei kulu .
- Puudub oksüdatiivse fosforüülimise roll glükolüüsis; oksüdatiivsel fosforüülimisel on suur roll, samuti peetakse oksaloatsetaadil Krebsi tsüklis katalüütilist rolli.
- Nagu glükolüüsi korral, purustatakse glükoos püruvaadiks ja seetõttu öeldakse, et glükolüüs on hingamise esimene samm ; Krebsi tsükkel on ATP tekitamiseks teine hingamise samm .
- Glükolüüs on sirge või lineaarne rada ; samal ajal kui Krebsi tsükkel on ringrada .
Järeldus
Mõlemad rajad toodavad raku jaoks energiat, kus glükolüüs on glükoosimolekuli lagundamine, saades kaks püruvaadi molekuli, samas kui Krebi tsükkel on protsess, kus atsetüül-CoA tekitab tsitraadi, lisades selle süsinikuatsetüülrühma oksaloatsetaadile. Glükolüüs on aju jaoks hädavajalik, energiast sõltub glükoos.
Krebi tsükkel on oluline metaboolne rada keha energiavarustamisel, Krebi tsüklis sünteesitakse umbes 65–70% ATP-st. Sidrunhappe tsükkel ehk Krebsi tsükkel on viimane oksüdatiivne rada, mis ühendab peaaegu kogu individuaalse metaboolse raja.
