La diferència clau entre el cicle Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons és el rendiment net. La glicòlisi produeix dos piruvats, dos ATP i dos NADH, mentre que el cicle de Krebs produeix dos diòxid de carboni, tres NADH, un FADH2,i un ATP. La cadena de transport d'electrons, en canvi, produeix trenta-quatre ATP i una molècula d'aigua.
La respiració cel·lular és una sèrie de reaccions metabòliques que es produeixen a les cèl·lules dels organismes per convertir l'energia química de l'oxigen o els nutrients en ATP i alliberar productes de rebuig. Normalment inclou nutrients com hidrats de carboni, àcids grassos i proteïnes. L'agent oxidant més comú que proporciona energia química és l'oxigen molecular. Aquesta energia química emmagatzemada a l'ATP impulsa processos que requereixen energia, com ara la biosíntesi, la locomoció o el transport de molècules a través de les membranes cel·lulars. La respiració cel·lular és una de les maneres en què una cèl·lula allibera energia química per alimentar les activitats cel·lulars. Aquestes reaccions tenen lloc en una sèrie de vies bioquímiques. La glicòlisi, el cicle de Krebs i la cadena de transport d'electrons, que són reaccions redox, són aquestes vies.
Què és la glucòlisi?
La glucòlisi és una via metabòlica que converteix la glucosa en piruvat. Aquest procés té lloc al citoplasma. És el primer pas en la descomposició de la glucosa per extreure energia en el procés de metabolisme cel·lular. La glicòlisi també es coneix com el primer pas de la respiració cel·lular. La glucòlisi consisteix en una sèrie de reaccions per extreure energia, que inclou la divisió de la molècula de sis carbonis; glucosa a molècules de tres carbonis; piruvats. Durant aquest procés, l'energia lliure alliberada s'utilitza per produir molècules d' alta energia com el trifosfat d'adenosina (ATP) i el dinucleòtid de nicotinamida adenina (NADH).
Figura 01: glucòlisi
La via de la glucòlisi consta de deu reaccions catalitzades per deu enzims diferents. Aquesta via metabòlica no requereix oxigen, per la qual cosa es considera una via anaeròbica. La via de la glucòlisi té dues fases separades: fase preparatòria, on es consumeix ATP, i fase de pagament, on es produeix ATP. Cada fase consta de cinc passos. Durant la fase preparatòria, tenen lloc els primers cinc passos: consumeixen energia per convertir la glucosa en fosfats de sucre de tres carbonis. La fase de pagament implica els últims cinc passos on hi ha un guany net de molècules riques en energia. Atès que la glucosa condueix a dos sucres triosa durant la fase preparatòria, cada reacció en la fase de pagament es produeix dues vegades per molècula de glucosa. Per tant, hi ha un rendiment de dues molècules de NADH i quatre molècules d'ATP. El guany net de la glucòlisi inclou dues molècules de piruvat, dues molècules de NADH i dues molècules d'ATP.
Què és el cicle de Krebs?
El cicle Krebs (cicle de l'àcid cítric o cicle de l'àcid tricarboxílic) és una sèrie de reaccions químiques per alliberar l'energia emmagatzemada mitjançant l'oxidació de l'acetil co-A, grup acetil de dos carbonis que es deriva dels hidrats de carboni, proteïnes i greixos.. El piruvat, que es produeix durant la glucòlisi, es converteix en acetil co-A.
Figura 02: cicle de Krebs
El cicle de Krebs té lloc a la matriu de mitocondris dels eucariotes i al citoplasma dels procariotes. Aquest cicle és un camí tancat que inclou vuit passos. Aquí, l'última part de la via reforma la molècula de quatre carbonis, l'oxaloacetat, que s'utilitza en el primer pas. En aquesta via metabòlica, l'àcid cítric que es consumeix es regenera en una seqüència de reaccions per completar el cicle. El cicle de Krebs consumeix inicialment acetil co-A i aigua, reduint el dinucleòtid de nicotinamida adenina (NAD+) a NADH. Com a resultat, es produeix diòxid de carboni. El cicle de Krebs produeix finalment dues molècules de diòxid de carboni, una de GTP o ATP, tres molècules de NADH i una de FADH2 Els vuit passos d'aquesta sèrie de cicles impliquen reaccions redox, deshidratació, hidratació i descarboxilació. El cicle de Krebs es considera una via aeròbica ja que s'utilitza oxigen.
Què és la cadena de transport d'electrons?
La cadena de transport d'electrons (ETC) és una via que consisteix en una sèrie de complexos proteics que transfereixen electrons dels donants d'electrons als acceptors d'electrons mitjançant reaccions redox. Això fa que els ions d'hidrogen s'acumulin dins de la matriu dels mitocondris. L'ETC té lloc dins de la membrana interna dels mitocondris. Aquí, es forma un gradient de concentració on els ions d'hidrogen es difonen fora de la matriu passant per l'enzim ATP sintasa. Això fosforila l'ADP produint ATP.
Figura 03: Cadena de transport d'electrons
ETC és l'últim pas de la respiració aeròbica on els electrons es passen d'un complex a un altre, reduint l'oxigen molecular per produir aigua. Hi ha quatre complexos proteics implicats en aquesta via. S'etiqueten com a complex I, complex II, complex III i complex IV. La característica única de l'ETC és la presència d'una bomba de protons per crear un gradient de protons a través de la membrana mitocondrial. En altres paraules, els electrons són transportats des del NADH i el FADH2 a l'oxigen molecular. Aquí, els protons es bombegen des de la matriu a la membrana interna dels mitocondris i l'oxigen es redueix per formar aigua. El guany net de l'ETC inclou trenta-quatre molècules d'ATP i una molècula d'aigua.
Quines similituds hi ha entre el cicle de Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons?
- La glucòlisi, el cicle de Krebs i la cadena de transport d'electrons són tres passos implicats en la respiració cel·lular.
- Les tres vies estan mediades per enzims.
- Aquestes vies produeixen ATP.
- El cicle de Krebs i l'ETC són vies aeròbiques.
- La glucòlisi i el cicle de Krebs produeixen NADH.
- Tant el cicle de Krebs com l'ETC tenen lloc als mitocondris.
Quina diferència hi ha entre el cicle de Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons?
La glucòlisi produeix dos piruvats, dos ATP i dos NADH, mentre que el cicle de Krebs produeix dos diòxid de carboni, tres NADH, un FADH2 i un ATP. La cadena de transport d'electrons produeix trenta-quatre molècules d'ATP i una d'aigua. Aquesta és la diferència clau entre el cicle de Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons. La glicòlisi consta de deu passos que impliquen deu enzims diferents i és una seqüència lineal, mentre que el cicle de Krebs consta de vuit passos, i és una via de bucle tancat on l'última part de la via reforma la molècula que s'utilitza en el primer pas. D' altra banda, la cadena de transport d'electrons és una sèrie de reaccions que consisteixen en quatre complexos proteics i també és una seqüència lineal. Aquesta és una altra diferència entre el cicle Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons. A més, la glucòlisi consumeix ATP mentre que el cicle de Krebs i la cadena de transport d'electrons no consumeixen ATP. Una altra diferència entre el cicle de Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons és que la glicòlisi és una via anaeròbica mentre que el cicle de Krebs i l'ETC són vies aeròbiques.
La següent infografia enumera les diferències entre el cicle de Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons en forma tabular.
Resum: glucòlisi vs cicle de Krebs vs cadena de transport d'electrons
La respiració cel·lular és una de les maneres en què una cèl·lula allibera energia química com a combustible necessari per a les activitats cel·lulars. Això inclou tres vies bioquímiques: la glucòlisi, el cicle de Krebs i la cadena de transport d'electrons. La glucòlisi és una via metabòlica que converteix la glucosa en piruvat. Aquesta és una via anaeròbica que té lloc al citoplasma. La glicòlisi també es coneix com el primer pas de la respiració cel·lular. La via de la glucòlisi consta de deu reaccions catalitzades per deu enzims diferents. El cicle de Krebs és una sèrie de reaccions químiques per alliberar energia emmagatzemada mitjançant l'oxidació de l'acetil co-A, grup acetil de dos carbonis. El cicle de Krebs té lloc a la matriu dels mitocondris. És un camí tancat que inclou vuit graons. El cicle de Krebs és el segon pas de la respiració cel·lular i és una via aeròbica. La cadena de transport d'electrons és una via que consisteix en una sèrie de complexos proteics que transfereixen electrons dels donants d'electrons als acceptors d'electrons mitjançant reaccions redox. També és una via aeròbica que té lloc dins de la membrana interna dels mitocondris. Així, això resumeix la diferència entre el cicle Krebs de la glucòlisi i la cadena de transport d'electrons.
