Der Hauptunterschied zwischen dem Glykolyse-Krebs-Zyklus und der Elektronentransportkette ist der Nettoertrag. Die Glykolyse produziert zwei Pyruvate, zwei ATP und zwei NADH, während der Krebszyklus zwei Kohlendioxid, drei NADH, ein FADH2, und ein ATP produziert. Die Elektronentransportkette hingegen produziert vierunddreißig ATP und ein Wassermolekül.
Die Zellatmung ist eine Reihe von Stoffwechselreaktionen, die in den Zellen von Organismen ablaufen, um chemische Energie aus Sauerstoff oder Nährstoffen in ATP umzuwandeln und Abfallprodukte freizusetzen. Es handelt sich typischerweise um Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Fettsäuren und Proteine. Das gebräuchlichste Oxidationsmittel, das chemische Energie liefert, ist molekularer Sauerstoff. Diese in ATP gespeicherte chemische Energie treibt Prozesse an, die Energie benötigen, wie Biosynthese, Fortbewegung oder den Transport von Molekülen durch Zellmembranen. Die Zellatmung ist eine der Möglichkeiten, wie eine Zelle chemische Energie freisetzt, um zelluläre Aktivitäten anzutreiben. Diese Reaktionen finden in einer Reihe von biochemischen Wegen statt. Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportkette, die Redoxreaktionen sind, sind diese Wege.
Was ist Glykolyse?
Glykolyse ist ein Stoffwechselweg, der Glukose in Pyruvat umwandelt. Dieser Prozess findet im Zytoplasma statt. Es ist der erste Schritt beim Abbau von Glukose, um Energie im Prozess des Zellstoffwechsels zu gewinnen. Die Glykolyse ist auch als erster Schritt der Zellatmung bekannt. Die Glykolyse besteht aus einer Reihe von Reaktionen zur Energiegewinnung, einschließlich der Aufsp altung des Moleküls mit sechs Kohlenstoffatomen; Glucose zu Molekülen mit drei Kohlenstoffatomen; Pyruvate. Während dieses Prozesses wird die freigesetzte freie Energie verwendet, um hochenergetische Moleküle wie Adenosintriphosphat (ATP) und Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NADH) zu produzieren.
Abbildung 01: Glykolyse
Glykolyseweg besteht aus zehn Reaktionen, die von zehn verschiedenen Enzymen katalysiert werden. Dieser Stoffwechselweg benötigt keinen Sauerstoff und wird daher als anaerober Weg betrachtet. Der Glykolyseweg hat zwei getrennte Phasen: die Vorbereitungsphase, in der ATP verbraucht wird, und die Auszahlungsphase, in der ATP produziert wird. Jede Phase besteht aus fünf Schritten. Während der Vorbereitungsphase finden die ersten fünf Schritte statt – sie verbrauchen Energie, um Glukose in Drei-Kohlenstoff-Zuckerphosphate umzuwandeln. Die Auszahlungsphase umfasst die letzten fünf Schritte, in denen ein Nettogewinn an energiereichen Molekülen erfolgt. Da Glucose während der Vorbereitungsphase zu zwei Triosezuckern führt, findet jede Reaktion in der Auszahlungsphase zweimal pro Glucosemolekül statt. Daher ergibt sich eine Ausbeute von zwei NADH-Molekülen und vier ATP-Molekülen. Der Nettogewinn der Glykolyse umfasst zwei Pyruvatmoleküle, zwei NADH-Moleküle und zwei ATP-Moleküle.
Was ist der Krebszyklus?
Krebs-Zyklus (Zitronensäurezyklus oder Tricarbonsäurezyklus) ist eine Reihe chemischer Reaktionen zur Freisetzung gespeicherter Energie durch die Oxidation von Acetyl-Co-A, einer Acetylgruppe mit zwei Kohlenstoffatomen, die aus Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten stammt. Pyruvat, das während der Glykolyse entsteht, wandelt sich in Acetyl-Co-A um.
Abbildung 02: Krebszyklus
Krebs-Zyklus findet in der Matrix der Mitochondrien von Eukaryoten und im Zytoplasma von Prokaryoten statt. Dieser Zyklus ist ein geschlossener Pfad, der acht Schritte umfasst. Hier reformiert der letzte Teil des Weges das Molekül mit vier Kohlenstoffatomen, Oxalacetat, das im ersten Schritt verwendet wird. In diesem Stoffwechselweg wird verbrauchte Zitronensäure in einer Folge von Reaktionen regeneriert, um den Kreislauf zu vervollständigen. Der Krebszyklus verbraucht zunächst Acetyl-Co-A und Wasser, wodurch Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) zu NADH reduziert wird. Als Ergebnis entsteht Kohlendioxid. Der Krebszyklus produziert schließlich zwei Kohlendioxidmoleküle, ein GTP oder ATP, drei NADH-Moleküle und ein FADH. Der Krebszyklus wird als aerober Weg angesehen, da Sauerstoff verwendet wird.
Was ist eine Elektronentransportkette?
Die Elektronentransportkette (ETC) ist ein Weg, der aus einer Reihe von Proteinkomplexen besteht, die Elektronen durch Redoxreaktionen von Elektronendonoren auf Elektronenakzeptoren übertragen. Dies führt dazu, dass sich Wasserstoffionen in der Matrix der Mitochondrien ansammeln. ETC findet innerhalb der inneren Membran der Mitochondrien statt. Hier entsteht ein Konzentrationsgradient, bei dem Wasserstoffionen aus der Matrix diffundieren, indem sie das Enzym ATP-Synthase passieren. Dies phosphoryliert ADP und produziert ATP.
Abbildung 03: Elektronentransportkette
ETC ist der letzte Schritt der aeroben Atmung, bei dem Elektronen von einem Komplex zum anderen weitergegeben werden, wodurch molekularer Sauerstoff reduziert wird, um Wasser zu produzieren. An diesem Weg sind vier Proteinkomplexe beteiligt. Sie werden als Komplex I, Komplex II, Komplex III und Komplex IV bezeichnet. Das einzigartige Merkmal des ETC ist das Vorhandensein einer Protonenpumpe, um einen Protonengradienten über die Mitochondrienmembran zu erzeugen. Mit anderen Worten, Elektronen werden von NADH und FADH2 zu molekularem Sauerstoff transportiert. Dabei werden Protonen aus der Matrix zur inneren Membran der Mitochondrien gepumpt und Sauerstoff zu Wasser reduziert. Der Nettogewinn des ETC umfasst vierunddreißig ATP-Moleküle und ein Wassermolekül.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen dem Glykolyse-Krebszyklus und der Elektronentransportkette?
- Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportkette sind drei Schritte, die an der Zellatmung beteiligt sind.
- Alle drei Signalwege sind enzymvermittelt.
- Diese Wege produzieren ATP.
- Der Krebszyklus und ETC sind aerobe Stoffwechselwege.
- Glykolyse und Krebszyklus produzieren NADH.
- Sowohl der Krebszyklus als auch ETC finden in den Mitochondrien statt.
Was ist der Unterschied zwischen dem Glykolyse-Krebszyklus und der Elektronentransportkette?
Glykolyse produziert zwei Pyruvate, zwei ATP und zwei NADH, während der Krebszyklus zwei Kohlendioxid, drei NADH, ein FADH2 und ein ATP produziert. Die Elektronentransportkette produziert vierunddreißig ATP und ein Wassermolekül. Dies ist der Hauptunterschied zwischen dem Glykolyse-Krebs-Zyklus und der Elektronentransportkette. Die Glykolyse besteht aus zehn Schritten, an denen zehn verschiedene Enzyme beteiligt sind, und ist eine lineare Sequenz, während der Krebszyklus aus acht Schritten besteht und ein geschlossener Weg ist, bei dem der letzte Teil des Wegs das Molekül reformiert, das im ersten Schritt verwendet wird. Andererseits ist die Elektronentransportkette eine Reihe von Reaktionen, die aus vier Proteinkomplexen bestehen und ebenfalls eine lineare Sequenz sind. Dies ist ein weiterer Unterschied zwischen dem Glykolyse-Krebs-Zyklus und der Elektronentransportkette. Darüber hinaus verbraucht die Glykolyse ATP, während der Krebszyklus und die Elektronentransportkette kein ATP verbrauchen. Ein weiterer Unterschied zwischen dem Glykolyse-Krebs-Zyklus und der Elektronentransportkette besteht darin, dass die Glykolyse ein anaerober Weg ist, während der Krebs-Zyklus und ETC aerobe Wege sind.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen Glykolyse-Krebs-Zyklus und Elektronentransportkette in tabellarischer Form auf.
Zusammenfassung – Glykolyse vs. Krebszyklus vs. Elektronentransportkette
Die Zellatmung ist eine der Möglichkeiten, wie eine Zelle chemische Energie freisetzt, um Brennstoff für zelluläre Aktivitäten zu erzeugen. Dazu gehören drei biochemische Wege: Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportkette. Glykolyse ist ein Stoffwechselweg, der Glukose in Pyruvat umwandelt. Dies ist ein anaerober Weg, der im Zytoplasma stattfindet. Die Glykolyse ist auch als erster Schritt der Zellatmung bekannt. Der Glykolyseweg besteht aus zehn Reaktionen, die von zehn verschiedenen Enzymen katalysiert werden. Der Krebszyklus ist eine Reihe chemischer Reaktionen zur Freisetzung gespeicherter Energie durch die Oxidation von Acetyl-Co-A, einer Acetylgruppe mit zwei Kohlenstoffatomen. Der Krebszyklus findet in der Matrix der Mitochondrien statt. Es ist ein geschlossener Pfad, der acht Schritte umfasst. Der Krebszyklus ist der zweite Schritt der Zellatmung und ein aerober Weg. Die Elektronentransportkette ist ein Weg, der aus einer Reihe von Proteinkomplexen besteht, die Elektronen durch Redoxreaktionen von Elektronendonoren auf Elektronenakzeptoren übertragen. Es ist auch ein aerober Weg, der innerhalb der inneren Membran der Mitochondrien stattfindet. Somit fasst dies den Unterschied zwischen Glykolyse-Krebs-Zyklus und Elektronentransportkette zusammen.
