Pagrindinis skirtumas tarp glikolizės krebų ciklo ir elektronų transportavimo grandinės yra grynoji išeiga. Glikolizės metu susidaro du piruvatai, du ATP ir du NADH, o Krebso ciklas gamina du anglies dioksidus, tris NADH, vieną FADH2,ir vieną ATP. Kita vertus, elektronų transportavimo grandinė gamina trisdešimt keturis ATP ir vieną vandens molekulę.
Ląstelių kvėpavimas – tai daugybė medžiagų apykaitos reakcijų, vykstančių organizmų ląstelėse, siekiant paversti cheminę energiją iš deguonies ar maistinių medžiagų į ATP ir išskiriant atliekas. Paprastai tai apima maistines medžiagas, tokias kaip angliavandeniai, riebalų rūgštys ir b altymai. Dažniausias oksidatorius, teikiantis cheminę energiją, yra molekulinis deguonis. Ši ATP saugoma cheminė energija skatina procesus, kuriems reikia energijos, pavyzdžiui, biosintezę, judėjimą arba molekulių pernešimą per ląstelių membranas. Ląstelių kvėpavimas yra vienas iš būdų, kai ląstelė išskiria cheminę energiją, kuri skatina ląstelių veiklą. Šios reakcijos vyksta keliais biocheminiais keliais. Glikolizė, Krebso ciklas ir elektronų transportavimo grandinė, kurios yra redokso reakcijos, yra šie keliai.
Kas yra glikolizė?
Glikolizė yra metabolinis kelias, paverčiantis gliukozę piruvatu. Šis procesas vyksta citoplazmoje. Tai pirmasis žingsnis skaidant gliukozę, siekiant išgauti energiją ląstelių metabolizmo procese. Glikolizė taip pat žinoma kaip pirmasis ląstelių kvėpavimo žingsnis. Glikolizė susideda iš kelių energijos išgavimo reakcijų, kurios apima šešių anglies molekulės padalijimą; gliukozės iki trijų anglies molekulių; piruvatai. Šio proceso metu išsiskirianti laisva energija naudojama didelės energijos molekulėms, tokioms kaip adenozino trifosfatas (ATP) ir nikotinamido adenino dinukleotidas (NADH), gaminti.
01 pav.: Glikolizė
Glikolizės kelias susideda iš dešimties reakcijų, kurias katalizuoja dešimt skirtingų fermentų. Šis metabolizmo kelias nereikalauja deguonies, todėl jis laikomas anaerobiniu keliu. Glikolizės kelias turi dvi atskiras fazes: parengiamąją fazę, kai suvartojamas ATP, ir atsipirkimo fazę, kai gaminamas ATP. Kiekviena fazė susideda iš penkių žingsnių. Parengiamuoju etapu vyksta pirmieji penki žingsniai – jie sunaudoja energiją gliukozei paversti trijų anglies cukraus fosfatais. Atsipirkimo fazė apima paskutinius penkis etapus, kurių metu gaunamas grynasis energijos turinčių molekulių padidėjimas. Kadangi parengiamojoje fazėje gliukozė sukelia du triozės cukrų, kiekviena reakcija atsipirkimo fazėje įvyksta du kartus vienoje gliukozės molekulėje. Todėl gaunama dviejų NADH molekulių ir keturių ATP molekulių išeiga. Glikolizės grynasis pelnas apima dvi piruvato molekules, dvi NADH molekules ir dvi ATP molekules.
Kas yra Krebso ciklas?
Krebso ciklas (citrinų rūgšties ciklas arba trikarboksirūgšties ciklas) yra cheminių reakcijų serija, kurios metu išleidžiama sukaupta energija oksiduojant acetilko-A, dviejų anglių acetilo grupę, gaunamą iš angliavandenių, b altymų ir riebalų.. Piruvatas, kuris susidaro glikolizės metu, virsta acetilo ko-A.
02 pav.: Krebso ciklas
Krebso ciklas vyksta eukariotų mitochondrijų matricoje ir prokariotų citoplazmoje. Šis ciklas yra uždaro ciklo kelias, kurį sudaro aštuoni žingsniai. Čia paskutinė kelio dalis reformuoja keturių anglies molekulę, oksaloacetatą, kuris naudojamas pirmame etape. Šiame metabolizmo kelyje suvartota citrinų rūgštis atkuriama reakcijų seka, kad būtų užbaigtas ciklas. Krebso ciklas iš pradžių sunaudoja acetilo ko-A ir vandenį, sumažindamas nikotinamido adenino dinukleotidą (NAD+) iki NADH. Dėl to susidaro anglies dioksidas. Pagal Krebso ciklą susidaro dvi anglies dioksido molekulės, viena GTP arba ATP, trys NADH molekulės ir viena FADH2 Aštuoni šio ciklo etapai apima redokso, dehidratacijos, hidratacijos ir dekarboksilinimo reakcijas. Krebso ciklas laikomas aerobiniu keliu, nes naudojamas deguonis.
Kas yra elektronų transportavimo grandinė?
Elektronų transportavimo grandinė (ETC) yra kelias, susidedantis iš b altymų kompleksų, kurie per redokso reakcijas perkelia elektronus iš elektronų donorų į elektronų akceptorius. Dėl to mitochondrijų matricoje kaupiasi vandenilio jonai. ETC vyksta vidinėje mitochondrijų membranoje. Čia susidaro koncentracijos gradientas, kai vandenilio jonai difunduoja iš matricos, praeidami per ATP sintazės fermentą. Tai fosforilina ADP, gaminantį ATP.
03 pav.: elektronų transportavimo grandinė
ETC yra paskutinis aerobinio kvėpavimo etapas, kai elektronai perduodami iš vieno komplekso į kitą, sumažinant molekulinį deguonį, kad susidarytų vanduo. Šiame kelyje dalyvauja keturi b altymų kompleksai. Jie žymimi kaip I kompleksas, II kompleksas, III kompleksas ir IV kompleksas. Unikali ETC savybė yra protonų siurblio buvimas, sukuriantis protonų gradientą per mitochondrijų membraną. Kitaip tariant, elektronai perkeliami iš NADH ir FADH2 į molekulinį deguonį. Čia protonai pumpuojami iš matricos į vidinę mitochondrijų membraną, o deguonis redukuojamas, kad susidarytų vanduo. Grynasis ETC pelnas apima trisdešimt keturias ATP molekules ir vieną vandens molekulę.
Kokie yra glikolizės Krebso ciklo ir elektronų transportavimo grandinės panašumai?
- Glikolizė, Krebso ciklas ir elektronų transportavimo grandinė yra trys ląstelių kvėpavimo etapai.
- Visi trys keliai yra veikiami fermentų.
- Šie būdai gamina ATP.
- Krebso ciklas ir ETC yra aerobiniai keliai.
- Glikolizė ir Krebso ciklas gamina NADH.
- Ir Krebso ciklas, ir ETC vyksta mitochondrijose.
Kuo skiriasi glikolizės Krebso ciklas ir elektronų transportavimo grandinė?
Glikolizės metu susidaro du piruvatai, du ATP ir du NADH, o Krebso ciklas – du anglies dioksidai, trys NADH, vienas FADH2 ir vienas ATP. Elektronų transportavimo grandinė gamina trisdešimt keturias ATP ir vieną vandens molekulę. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp glikolizės Krebso ciklo ir elektronų transportavimo grandinės. Glikolizė susideda iš dešimties žingsnių, kuriuose dalyvauja dešimt skirtingų fermentų, ir yra linijinė seka, o Krebso ciklas susideda iš aštuonių etapų ir yra uždaro ciklo kelias, kuriame paskutinė kelio dalis reformuoja molekulę, kuri naudojama pirmame etape. Kita vertus, elektronų transportavimo grandinė yra reakcijų serija, susidedanti iš keturių b altymų kompleksų ir taip pat yra linijinė seka. Tai dar vienas skirtumas tarp glikolizės krebų ciklo ir elektronų transportavimo grandinės. Be to, glikolizė sunaudoja ATP, o Krebso ciklas ir elektronų transportavimo grandinė nesunaudoja ATP. Kitas skirtumas tarp glikolizės krebų ciklo ir elektronų pernešimo grandinės yra tas, kad glikolizė yra anaerobinis kelias, o Krebso ciklas ir ETC yra aerobiniai keliai.
Toliau pateiktoje infografijoje lentelės pavidalu pateikiami skirtumai tarp glikolizės krebų ciklo ir elektronų transportavimo grandinės.
Santrauka – glikolizė prieš Krebso ciklą ir elektronų transportavimo grandinę
Ląstelių kvėpavimas yra vienas iš būdų, kai ląstelė išskiria cheminę energiją į kurą, reikalingą ląstelių veiklai. Tai apima tris biocheminius kelius: glikolizę, Krebso ciklą ir elektronų transportavimo grandinę. Glikolizė yra metabolinis kelias, paverčiantis gliukozę piruvatu. Tai anaerobinis kelias, vykstantis citoplazmoje. Glikolizė taip pat žinoma kaip pirmasis ląstelių kvėpavimo žingsnis. Glikolizės kelias susideda iš dešimties reakcijų, kurias katalizuoja dešimt skirtingų fermentų. Krebso ciklas yra cheminių reakcijų serija, skirta išlaisvinti sukauptą energiją oksiduojant acetilko-A, dviejų anglies acetilo grupę. Krebso ciklas vyksta mitochondrijų matricoje. Tai uždaro ciklo kelias, kurį sudaro aštuoni žingsniai. Krebso ciklas yra antrasis ląstelių kvėpavimo žingsnis ir yra aerobinis kelias. Elektronų transportavimo grandinė yra kelias, susidedantis iš b altymų kompleksų, kurie per redokso reakcijas perkelia elektronus iš elektronų donorų į elektronų akceptorius. Tai taip pat yra aerobinis kelias, vykstantis vidinėje mitochondrijų membranoje. Taigi, tai apibendrina skirtumą tarp glikolizės krebų ciklo ir elektronų transportavimo grandinės.
