Sự khác biệt chính giữa chu trình krebs đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử là năng suất thực. Quá trình đường phân tạo ra hai pyruvat, hai ATP và hai NADH, trong khi chu trình Krebs tạo ra hai carbon dioxide, ba NADH, một FADH2,và một ATP. Mặt khác, chuỗi vận chuyển electron tạo ra ba mươi bốn ATP và một phân tử nước.
Hô hấp tế bào là một chuỗi các phản ứng trao đổi chất xảy ra trong tế bào của sinh vật để chuyển hóa năng lượng từ oxy hoặc chất dinh dưỡng thành ATP và thải ra các chất cặn bã. Nó thường liên quan đến các chất dinh dưỡng như carbohydrate, axit béo và protein. Chất oxy hóa phổ biến nhất cung cấp năng lượng hóa học là oxy phân tử. Năng lượng hóa học được lưu trữ trong ATP này thúc đẩy các quá trình đòi hỏi năng lượng, chẳng hạn như sinh tổng hợp, vận động hoặc vận chuyển các phân tử qua màng tế bào. Hô hấp tế bào là một trong những cách tế bào giải phóng năng lượng hóa học để cung cấp nhiên liệu cho các hoạt động của tế bào. Các phản ứng này diễn ra trong một loạt các con đường sinh hóa. Đường phân, chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử, là các phản ứng oxy hóa khử, là những con đường này.
Glycolysis là gì?
Glycolysis là một con đường trao đổi chất giúp chuyển hóa glucose thành pyruvate. Quá trình này diễn ra trong tế bào chất. Đây là bước đầu tiên trong quá trình phân hủy glucose để lấy năng lượng trong quá trình chuyển hóa tế bào. Glycolysis còn được gọi là bước đầu tiên trong quá trình hô hấp tế bào. Glycolysis bao gồm một loạt các phản ứng để chiết xuất năng lượng, bao gồm tách phân tử sáu carbon; glucozơ thành phân tử ba cacbon; pyruvate. Trong quá trình này, năng lượng tự do được giải phóng được sử dụng để tạo ra các phân tử năng lượng cao như adenosine triphosphate (ATP) và nicotinamide adenine dinucleotide (NADH).
Hình 01: Glycolysis
Con đường đường phân bao gồm mười phản ứng được xúc tác bởi mười loại enzym khác nhau. Con đường trao đổi chất này không cần oxy, vì vậy nó được coi là con đường kỵ khí. Con đường đường phân có hai giai đoạn riêng biệt: giai đoạn chuẩn bị, nơi ATP được tiêu thụ và giai đoạn thanh toán, nơi ATP được sản xuất. Mỗi giai đoạn bao gồm năm bước. Trong giai đoạn chuẩn bị, năm bước đầu tiên diễn ra - chúng tiêu thụ năng lượng để chuyển đổi đường glucose thành đường ba-cacbon phốt phát. Giai đoạn thanh toán bao gồm năm bước cuối cùng mà ở đó thu được ròng của các phân tử giàu năng lượng. Vì glucose dẫn đến hai đường triose trong giai đoạn chuẩn bị, mỗi phản ứng trong giai đoạn hoàn trả xảy ra hai lần trên mỗi phân tử glucose. Do đó, có một hiệu suất của hai phân tử NADH và bốn phân tử ATP. Thu được ròng của quá trình đường phân bao gồm hai phân tử pyruvate, hai phân tử NADH và hai phân tử ATP.
Chu trình Krebs là gì?
Chu trình Krebs (chu trình axit xitric hoặc chu trình axit tricarboxylic) là một chuỗi các phản ứng hóa học để giải phóng năng lượng dự trữ thông qua quá trình oxy hóa acetyl co-A, nhóm acetyl hai cacbon có nguồn gốc từ carbohydrate, protein và chất béo.. Pyruvate, được tạo ra trong quá trình đường phân, chuyển đổi thành acetyl co-A.
Hình 02: Chu trình Krebs
Chu trình Krebs diễn ra trong chất nền của ti thể của sinh vật nhân thực và trong tế bào chất của sinh vật nhân sơ. Chu trình này là một con đường vòng kín bao gồm tám bước. Ở đây, phần cuối cùng của quá trình cải tổ phân tử bốn carbon, oxaloacetate, được sử dụng ở bước đầu tiên. Trong con đường trao đổi chất này, axit xitric được tiêu thụ sẽ được tái sinh trong một chuỗi phản ứng để hoàn thành chu trình. Chu trình Krebs ban đầu tiêu thụ acetyl co-A và nước, làm giảm nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) thành NADH. Kết quả là, carbon dioxide được tạo ra. Chu trình Krebs cuối cùng tạo ra hai phân tử carbon dioxide, một GTP hoặc ATP, ba phân tử NADH, và một FADH2Tám bước của chuỗi chu trình này liên quan đến các phản ứng oxy hóa khử, khử nước, hydrat hóa và khử carboxyl. Chu trình Krebs được coi là một con đường hiếu khí vì oxy được sử dụng.
Chuỗi vận chuyển Electron là gì?
Chuỗi vận chuyển điện tử (ETC) là một con đường bao gồm các chuỗi phức hợp protein chuyển các điện tử từ chất cho điện tử đến chất nhận điện tử thông qua các phản ứng oxy hóa khử. Điều này làm cho các ion hydro tích tụ trong ma trận của ti thể. ETC diễn ra trong màng trong của ti thể. Tại đây, một gradient nồng độ được hình thành trong đó các ion hydro khuếch tán ra khỏi chất nền bằng cách đi qua enzyme ATP synthase. Chất này phosphoryl hóa ADP sản xuất ATP.
Hình 03: Chuỗi vận chuyển điện tử
ETC là bước cuối cùng của quá trình hô hấp hiếu khí, nơi các electron được truyền từ phức hợp này sang phức hợp khác, khử oxy phân tử để tạo ra nước. Có bốn phức hợp protein tham gia vào con đường này. Chúng được đánh dấu là phức hợp I, phức hợp II, phức hợp III và phức hợp IV. Tính năng độc đáo của ETC là sự hiện diện của một bơm proton để tạo ra một gradient proton xuyên qua màng ty thể. Nói cách khác, các electron được chuyển từ NADH và FADH2thành oxy phân tử. Tại đây, proton được bơm từ chất nền đến màng trong của ti thể, và oxy bị khử để tạo thành nước. Thu được ròng của ETC bao gồm ba mươi bốn phân tử ATP và một phân tử nước.
Điểm giống nhau giữa chu trình đường phân Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử là gì?
- Glycolysis, chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử là ba bước liên quan đến hô hấp tế bào.
- Cả ba con đường đều qua trung gian enzym.
- Những con đường này tạo ra ATP.
- Chu trình Krebs và ETC là con đường hiếu khí.
- Glycolysis và chu trình Krebs tạo ra NADH.
- Cả chu trình Krebs và ETC đều diễn ra trong ti thể.
Sự khác biệt giữa Chu trình Glycolysis Krebs và Chuỗi vận chuyển Electron là gì?
Đường phân tạo ra hai pyruvat, hai ATP và hai NADH, trong khi chu trình Krebs tạo ra hai carbon dioxide, ba NADH, một FADH2 và một ATP. Chuỗi vận chuyển electron tạo ra ba mươi bốn ATP và một phân tử nước. Đây là điểm khác biệt chính giữa chu trình Krebs đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử. Glycolysis bao gồm mười bước liên quan đến mười enzym khác nhau và là một trình tự tuyến tính, trong khi chu trình Krebs bao gồm tám bước và nó là một con đường vòng khép kín trong đó phần cuối cùng của con đường cải tổ phân tử được sử dụng trong bước đầu tiên. Mặt khác, chuỗi vận chuyển điện tử là một chuỗi phản ứng bao gồm bốn phức hợp protein và cũng là một chuỗi tuyến tính. Đây là một sự khác biệt khác giữa chu trình krebs đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử. Hơn nữa, quá trình đường phân tiêu thụ ATP trong khi chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử không tiêu thụ ATP. Một sự khác biệt khác giữa chu trình krebs đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử là đường phân là một con đường kỵ khí trong khi chu trình Krebs và ETC là con đường hiếu khí.
Infographic sau liệt kê sự khác biệt giữa chu trình krebs đường phân và chuỗi vận chuyển electron ở dạng bảng.
Tóm tắt - Glycolysis vs Chu trình Krebs và Chuỗi vận chuyển Electron
Hô hấp tế bào là một trong những cách tế bào giải phóng năng lượng hóa học để làm nhiên liệu cần thiết cho các hoạt động của tế bào. Điều này bao gồm ba con đường sinh hóa: Glycolysis, chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển Electron. Glycolysis là một con đường trao đổi chất chuyển glucose thành pyruvate. Đây là con đường kỵ khí diễn ra trong tế bào chất. Glycolysis còn được gọi là bước đầu tiên trong quá trình hô hấp tế bào. Con đường đường phân bao gồm mười phản ứng được xúc tác bởi mười loại enzym khác nhau. Chu trình Krebs là một chuỗi các phản ứng hóa học để giải phóng năng lượng dự trữ thông qua quá trình oxy hóa acetyl co-A, nhóm acetyl hai cacbon. Chu trình Krebs diễn ra trong ma trận của ti thể. Nó là một con đường khép kín bao gồm tám bước. Chu trình Krebs là bước thứ hai của quá trình hô hấp tế bào và là một con đường hiếu khí. Chuỗi vận chuyển điện tử là một con đường bao gồm một loạt các phức hợp protein chuyển điện tử từ chất cho điện tử đến chất nhận điện tử thông qua các phản ứng oxy hóa khử. Nó cũng là một con đường hiếu khí diễn ra trong màng trong của ti thể. Do đó, điều này tóm tắt sự khác biệt giữa chu trình krebs đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử.
