Diferència clau: glicòlisi vs cicle TCA
La respiració és un procés que ocupa una sèrie de reaccions que estan acoblades per reaccions d'oxidació i reducció i transferència d'electrons. Al final de la respiració, els organismes produeixen energia per utilitzar-la per als seus processos metabòlics. Aquesta energia es produeix en forma d'ATP (moneda energètica de les cèl·lules). Durant la respiració aeròbica, les molècules d'oxigen actuen com a acceptors finals d'electrons i es redueixen per produir aigua. Això crea un gradient electroquímic que impulsa la síntesi d'ATP. La respiració aeròbica consta de tres fases principals, on les molècules de carboni es reorganitzen mitjançant una sèrie de reaccions catalitzades per enzims per produir ATP. La primera fase, comuna tant als aerobis com als anaerobis, és la via glicolítica on el substrat del sucre, principalment la glucosa, es catabolitza a dues molècules de piruvat. Aquesta conversió produeix dues molècules d'ATP i dues molècules de NADH. La segona fase és el cicle de l'àcid tricarboxílic (TCA), que és el centre central on s'uneixen els intermedis de totes les vies metabòliques per contribuir a la producció d'energia mitjançant la producció de NADH, FADH2 i dues molècules de CO2mitjançant reaccions d'oxidació-reducció. El cicle TCA només té lloc en aerobis. En ambdós processos, la fosforilació a nivell de substrat té lloc per produir energia. La diferència clau entre la glucòlisi i el cicle del TCA és que la glucòlisi es produeix al citoplasma mentre que el cicle del TCA es produeix als mitocondris.
Què és la glucòlisi?
La glucòlisi o la Via d'Embden-Meyerhof és el primer pas de la producció d'energia i té lloc al citosol tant dels aerobis com dels anaerobis. És un procediment de reacció catalitzat per enzims que consta de deu passos de reacció. En la glucòlisi, les molècules de sucre es fosforilen i s'atrapen a la cèl·lula per catabolitzar-les en dues molècules de piruvat (compost de tres carbonis) que són els productes finals de la glucòlisi.
Fases de la glucòlisi
Té tres etapes principals, que són les següents:
Fase preparatòria
En aquesta etapa, els residus de sucre que contenen sis àtoms de carboni queden fosforilats i atrapats a la cèl·lula. La fase preparatòria és una fase que requereix energia on s'utilitzen dues molècules d'ATP.
Fase d'escissió
Durant aquesta fase, la molècula de 6 carbonis es divideix en dos residus fosforilats de 3 carbonis.
Pay off stage
Aquesta és l'etapa final de la glucòlisi on es sintetitzen ATP i NADH. Per cada substrat de sucre de 6 carbonis, es produeixen 4 molècules d'ATP, 2 molècules de NADH i 2 molècules de piruvat; per tant, és la fase productora d'energia de la glucòlisi.
Figura 01: glucòlisi
Reacció general de la glucòlisi
Glucosa + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2piruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Producció neta d'ATP=2ATP
Què és el cicle TCA?
El cicle
TCA, també conegut com a cicle de l'àcid cítric o cicle de Krebs, té lloc a la matriu dels mitocondris. Forma part de la respiració aeròbica; per tant, només té lloc en aerobis. El cicle TCA és una via cíclica catalitzada per enzims on un substrat de 4 carbonis (àcid oxaloacètic) accepta acetil CoA de 2 carbonis per produir una molècula de 6 carbonis (citrat). El citrat passa per una via metabòlica cíclica per produir dues molècules de diòxid de carboni, dues molècules de NADH, una molècula FADH2i una molècula de GTP. La funció principal del cicle TCA és recollir electrons d' alta energia dels combustibles de carboni. Aquests electrons d' alta energia es transfereixen després a la cadena de transport d'electrons, que és l'etapa final de la respiració aeròbica per a la síntesi d'ATP. El cicle del TCA també actua com a via final comuna per a l'oxidació d'hidrats de carboni, aminoàcids, àcids grassos i nucleòtids. Els hidrats de carboni i els àcids grassos entren al cicle del TCA com a acetil coenzim A, mentre que els aminoàcids entren al cicle del TCA com a α-cetoglutarat i els nucleòtids com a fumarat.
Figura 02: Cicle TCA
Reacció general del cicle TCA
Acetil Co A + 3 NAD+ + FAD + PIB + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Quines similituds hi ha entre la glucòlisi i el cicle TCA?
- El cicle de la glucòlisi i el TCA consisteix en una sèrie de reaccions catalitzades per enzims.
- En tots dos processos, es produeix la fosforilació a nivell de substrat.
- Ambdós processos produeixen NADH, H2O com a productes.
- Ambdós processos es regulen mitjançant el control hormonal, la regulació al·lostèrica i la inhibició del producte final (mecanismes de retroalimentació).
Quina diferència hi ha entre la glucòlisi i el cicle TCA?
Glucòlisi vs cicle TCA |
|
| La glucòlisi és el procés on les molècules de sucre de 6 carbonis (monosacàrids) es catabolitzen en molècules de piruvat de 3 carbonis mitjançant reaccions catalitzades per enzims. | El cicle TCA és el procés on l'energia emmagatzemada en les molècules de carboni es recull per produir compostos rics en electrons per a la cadena de transport d'electrons per sintetitzar ATP mitjançant la fosforilació oxidativa. |
| Lloc de reacció | |
| La glucòlisi es produeix al citosol. | El cicle TCA es produeix a la matriu dels mitocondris. |
| Requisit d'oxigen | |
| La glucòlisi es pot produir tant en condicions aeròbiques com anaeròbiques. | El cicle TCA és estrictament aeròbic. |
| Compost inicial | |
| El monosacàrid de sis carbonis (glucosa) és el substrat inicial de la glucòlisi. | L'oxalacetat de quatre carbonis és el substrat inicial del cicle TCA. |
| Productes finals | |
| Dues molècules de piruvat, dues molècules d'ATP i dues molècules de NADH són els productes finals de la glucòlisi. | Dos CO2, un GTP, tres NADH i un FADH2 són els productes finals del cicle TCA. |
| Seqüència de reaccions | |
| Les reaccions glicolítices es produeixen com una seqüència lineal. | El cicle TCA es produeix mitjançant una seqüència cíclica. |
| Implicació del CO2 | |
| CO2 no es requereix ni es produeix durant la glucòlisi. | Es produeix CO2 per a cada molècula d'acetil co A del cicle TCA. |
| Consum d'ATP | |
| 2 Les molècules d'ATP es consumeixen per la via glicolítica. | Les molècules d'ATP no s'utilitzen en el cicle de TCA. |
Resum: glucòlisi vs cicle TCA
La glucòlisi i el cicle TCA són dues vies metabòliques vitals implicades en la producció d'energia mitjançant intermedis de carboni derivats de les macromolècules carbohidrats, proteïnes, greixos i àcids nucleics. Ambdós processos estan mediats per enzims i estan regulats constantment en funció del requeriment energètic de la cèl·lula/organisme i les velocitats d'aquests processos difereixen en diverses condicions, com ara l'estat de dejuni, l'estat ben alimentat, l'estat de fam i l'estat d'exercici. És important estudiar la regulació de la via glicolítica i el cicle del TCA per tal de derivar relacions bioquímiques per abordar els desequilibris metabòlics del cos. La glucòlisi és el procés d'iniciativa de la respiració i el cicle TCA és la segona fase principal de la respiració aeròbica que connecta amb l'etapa final de la respiració (cadena de transport d'electrons). La glicòlisi es produeix al citoplasma i produeix piruvats; aquests piruvats entren als mitocondris i ajuden al cicle TCA. La glucòlisi pot ocórrer tant sota organismes aeròbics com anaeròbics. Tanmateix, el cicle TCA només es produeix en organismes aeròbics, ja que necessita condicions aeròbiques. Aquesta és la diferència entre la glucòlisi i el cicle TCA.
Baixa la versió PDF de la glucòlisi vs el cicle TCA
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons la nota de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre la glucòlisi i el cicle TCA.
