Hauptunterschied – Glykolyse vs. TCA-Zyklus
Atmung ist ein Prozess, der eine Reihe von Reaktionen einnimmt, die durch Oxidations- und Reduktionsreaktionen und Elektronentransfer gekoppelt sind. Am Ende der Atmung produzieren Organismen Energie, die sie für ihre Stoffwechselprozesse nutzen können. Diese Energie wird in Form von ATP (Energiewährung der Zellen) produziert. Während der aeroben Atmung fungieren Sauerstoffmoleküle als letzte Elektronenakzeptoren und werden reduziert, um Wasser zu produzieren. Dadurch entsteht ein elektrochemischer Gradient, der die ATP-Synthese antreibt. Die aerobe Atmung besteht aus drei Hauptphasen, in denen Kohlenstoffmoleküle durch eine Reihe von enzymkatalysierten Reaktionen neu angeordnet werden, um ATP zu ergeben. Die erste Phase, die sowohl Aerobier als auch Anaerobier gemeinsam haben, ist der glykolytische Weg, bei dem Zuckersubstrat, hauptsächlich Glucose, zu zwei Pyruvatmolekülen katabolisiert wird. Diese Umwandlung erzeugt zwei ATP-Moleküle und zwei NADH-Moleküle. Die zweite Phase ist der Tricarbonsäure(TCA)-Zyklus, der der zentrale Knotenpunkt ist, an dem Zwischenprodukte aller Stoffwechselwege zusammenkommen, um zur Energieproduktion beizutragen, indem sie NADH, FADH2 und zwei Moleküle CO produzieren2über Oxidations-Reduktions-Reaktionen. Der TCA-Zyklus findet nur in Aeroben statt. In diesen beiden Prozessen findet eine Phosphorylierung auf Substratebene statt, um Energie zu erzeugen. Der Hauptunterschied zwischen Glykolyse und TCA-Zyklus besteht darin, dass die Glykolyse im Zytoplasma stattfindet, während der TCA-Zyklus in Mitochondrien stattfindet.
Was ist Glykolyse?
Glykolyse oder der Embden-Meyerhof-Weg ist der erste Schritt der Energieerzeugung und findet im Zytosol sowohl von Aeroben als auch von Anaerobiern statt. Es ist ein enzymkatalysiertes Reaktionsverfahren, das aus zehn Reaktionsschritten besteht. Bei der Glykolyse werden Zuckermoleküle phosphoryliert und in der Zelle eingeschlossen, um sie in zwei Pyruvatmoleküle (Verbindung mit drei Kohlenstoffen) zu katabolisieren, die die Endprodukte der Glykolyse sind.
Glykolysestadien
Es hat drei Hauptstufen wie folgt:
Vorbereitungsphase
In diesem Stadium werden Zuckerreste, die sechs Kohlenstoffatome enth alten, phosphoryliert und in der Zelle eingefangen. Die Vorbereitungsphase ist eine Energie erfordernde Phase, in der zwei ATP-Moleküle verwendet werden.
Sp altungsphase
Während dieser Phase wird das 6-Kohlenstoff-Molekül in zwei phosphorylierte 3-Kohlenstoff-Reste gesp alten.
Auszahlungsphase
Dies ist die letzte Stufe der Glykolyse, in der ATP und NADH synthetisiert werden. Für jedes 6-Kohlenstoff-Zuckersubstrat werden 4 ATP-Moleküle, 2 NADH-Moleküle und 2 Pyruvat-Moleküle produziert; somit ist es die energieproduzierende Phase der Glykolyse.
Abbildung 01: Glykolyse
Gesamtreaktion der Glykolyse
Glukose + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Nettoproduktion von ATP=2ATP
Was ist der TCA-Zyklus?
TCA-Zyklus, auch Zitronensäurezyklus oder Krebszyklus genannt, findet in der Matrix der Mitochondrien statt. Es ist ein Teil der aeroben Atmung; daher findet es nur in Aeroben statt. Der TCA-Zyklus ist ein zyklischer, enzymkatalysierter Weg, bei dem ein 4-Kohlenstoff-Substrat (Oxalessigsäure) 2-Kohlenstoff-Acetyl-CoA akzeptiert, um ein 6-Kohlenstoff-Molekül (Citrat) zu ergeben. Citrat durchläuft einen zyklischen Stoffwechselweg, um zwei Kohlendioxidmoleküle, zwei NADH-Moleküle, ein FADH2 -Molekül und ein GTP-Molekül zu produzieren. Die Hauptfunktion des TCA-Zyklus besteht darin, hochenergetische Elektronen aus Kohlenstoffbrennstoffen zu gewinnen. Diese hochenergetischen Elektronen werden dann auf die Elektronentransportkette übertragen, die die letzte Stufe der aeroben Atmung für die Synthese von ATP darstellt. Der TCA-Zyklus fungiert auch als letzter gemeinsamer Weg für die Oxidation von Kohlenhydraten, Aminosäuren, Fettsäuren und Nukleotiden. Kohlenhydrate und Fettsäuren treten als Acetyl-Coenzym A in den TCA-Zyklus ein, während Aminosäuren als α-Ketoglutarat und Nukleotide als Fumarat in den TCA-Zyklus eintreten.
Abbildung 02: TCA-Zyklus
Gesamtreaktion des TCA-Zyklus
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Glykolyse und TCA-Zyklus?
- Glykolyse und TCA-Zyklus bestehen aus einer Reihe von enzymkatalysierten Reaktionen.
- In beiden Prozessen findet eine Phosphorylierung auf Substratebene statt.
- Beide Prozesse liefern NADH, H2O als Produkte.
- Beide Prozesse werden durch hormonelle Steuerung, allosterische Regulation und Endprodukthemmung (Feedback-Mechanismen) reguliert.
Was ist der Unterschied zwischen Glykolyse und TCA-Zyklus?
Glykolyse vs. TCA-Zyklus |
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| Glykolyse ist der Prozess, bei dem 6-Kohlenstoff-Zuckermoleküle (Monosaccharid) durch enzymkatalysierte Reaktionen zu 3-Kohlenstoff-Pyruvatmolekülen katabolisiert werden. | TCA-Zyklus ist der Prozess, bei dem die in Kohlenstoffmolekülen gespeicherte Energie geerntet wird, um elektronenreiche Verbindungen für die Elektronentransportkette herzustellen, um ATP über oxidative Phosphorylierung zu synthetisieren. |
| Reaktionsort | |
| Glykolyse findet im Zytosol statt. | TCA-Zyklus findet in der Matrix der Mitochondrien statt. |
| Sauerstoffbedarf | |
| Die Glykolyse kann sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen stattfinden. | TCA-Zyklus ist streng aerob. |
| Ausgangsverbindung | |
| 6-Kohlenstoff-Monosaccharid (Glukose) ist das Ausgangssubstrat der Glykolyse. | Vier-Kohlenstoff-Oxalacetat ist das Ausgangssubstrat des TCA-Zyklus. |
| Endprodukte | |
| Zwei Pyruvat-Moleküle, zwei ATP-Moleküle und zwei NADH-Moleküle sind die Endprodukte der Glykolyse. | Zwei CO2, ein GTP, drei NADH und ein FADH2 sind die Endprodukte des TCA-Zyklus. |
| Reaktionsfolge | |
| Glykolytische Reaktionen treten als lineare Folge auf. | TCA-Zyklus erfolgt über eine zyklische Folge. |
| Beteiligung CO2 | |
| CO2 wird während der Glykolyse nicht benötigt oder produziert. | CO2 wird für jedes Acetyl-Co-A-Molekül des TCA-Zyklus produziert. |
| Verbrauch von ATP | |
| 2 ATP-Moleküle werden vom glykolytischen Weg verbraucht. | ATP-Moleküle werden im TCA-Zyklus nicht verwendet. |
Zusammenfassung – Glykolyse vs. TCA-Zyklus
Glykolyse und TCA-Zyklus sind zwei lebenswichtige Stoffwechselwege, die an der Energieerzeugung über Kohlenstoff-Zwischenprodukte beteiligt sind, die aus den Makromolekülen Kohlenhydrate, Proteine, Fette und Nukleinsäuren stammen. Beide Prozesse sind enzymvermittelt und unterliegen einer ständigen Regulierung basierend auf dem Energiebedarf der Zelle/des Organismus, und die Raten dieser Prozesse unterscheiden sich unter verschiedenen Bedingungen, wie z. Es ist wichtig, die Regulierung des Glykolysewegs und des TCA-Zyklus zu untersuchen, um biochemische Zusammenhänge abzuleiten, um metabolische Ungleichgewichte im Körper anzugehen. Die Glykolyse ist der Initiativeprozess der Atmung und der TCA-Zyklus ist die zweite Hauptphase der aeroben Atmung, die sich mit der Endphase der Atmung (Elektronentransportkette) verbindet. Die Glykolyse findet im Zytoplasma statt und produziert Pyruvate; diese Pyruvate gelangen in die Mitochondrien und unterstützen den TCA-Zyklus. Glykolyse kann sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Organismen stattfinden. Der TCA-Zyklus findet jedoch nur in aeroben Organismen statt, da er aerobe Bedingungen benötigt. Dies ist der Unterschied zwischen Glykolyse und TCA-Zyklus.
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