Sự khác biệt chính - Glycolysis và Chu trình TCA
Hô hấp là một quá trình bao gồm một chuỗi các phản ứng được kết hợp bởi các phản ứng oxy hóa, khử và sự chuyển điện tử. Khi kết thúc quá trình hô hấp, sinh vật tạo ra năng lượng để sử dụng cho quá trình trao đổi chất của chúng. Năng lượng này được tạo ra dưới dạng ATP (đơn vị tiền tệ năng lượng của tế bào). Trong quá trình hô hấp hiếu khí, các phân tử oxy đóng vai trò là chất nhận electron cuối cùng và bị khử để tạo ra nước. Điều này tạo ra một gradient điện hóa thúc đẩy quá trình tổng hợp ATP. Hô hấp hiếu khí bao gồm ba giai đoạn chính, trong đó các phân tử carbon được sắp xếp lại thông qua một loạt các phản ứng xúc tác bởi enzyme để tạo ra ATP. Giai đoạn đầu tiên, phổ biến cho cả vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí, là con đường đường phân trong đó cơ chất đường, chủ yếu là glucose, được dị hóa thành hai phân tử pyruvate. Sự chuyển đổi này tạo ra hai phân tử ATP và hai phân tử NADH. Giai đoạn thứ hai là chu trình axit tricarboxylic (TCA), là trung tâm nơi các chất trung gian của tất cả các con đường trao đổi chất tham gia để góp phần tạo ra năng lượng bằng cách tạo ra NADH, FADH2 và hai phân tử CO2thông qua các phản ứng oxi hóa - khử. Chu trình TCA chỉ diễn ra trong aerobes. Trong cả hai quá trình này, quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất diễn ra để tạo ra năng lượng. Sự khác biệt chính giữa quá trình đường phân và chu trình TCA là quá trình đường phân xảy ra trong tế bào chất trong khi chu trình TCA xảy ra trong ti thể.
Glycolysis là gì?
Glycolysis hay Con đường Embden-Meyerhof là bước đầu tiên của quá trình sản xuất năng lượng và diễn ra trong tế bào của cả vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí. Đây là một quy trình phản ứng xúc tác bằng enzym bao gồm mười bước phản ứng. Trong quá trình đường phân, các phân tử đường được phosphoryl hóa và giữ lại trong tế bào để dị hóa thành hai phân tử pyruvate (hợp chất ba carbon) là sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân.
Giai đoạn Glycolysis
Nó có ba giai đoạn chính như sau:
Giai đoạn Chuẩn bị
Trong giai đoạn này, cặn đường có chứa sáu nguyên tử cacbon được phosphoryl hóa và giữ lại trong tế bào. Giai đoạn chuẩn bị là giai đoạn cần năng lượng trong đó hai phân tử ATP được sử dụng.
Giai đoạn Phân cắt
Trong giai đoạn này, phân tử 6 cacbon bị phân cắt thành hai gốc 3 cacbon được phosphoryl hóa.
Thanh toán dứt điểm
Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình đường phân, nơi tổng hợp ATP và NADH. Đối với mỗi cơ chất đường 6 carbon, 4 phân tử ATP, 2 phân tử NADH và 2 phân tử Pyruvate được tạo ra; do đó nó là giai đoạn tạo ra năng lượng của quá trình đường phân.
Hình 01: Glycolysis
Phản ứng tổng thể của Glycolysis
Glucose + 2Pi+ 4ADP + 2NAD++ 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H2O + 2H+
Sản xuất ròng ATP=2ATP
Chu kỳ TCA là gì?
Chu trình TCA, còn được gọi là chu trình axit Citric hoặc chu trình Krebs, diễn ra trong ma trận của ti thể. Nó là một phần của hô hấp hiếu khí; do đó, nó chỉ diễn ra trong aerobes. Chu trình TCA là một con đường tuần hoàn, được xúc tác bởi enzyme trong đó cơ chất 4 carbon (axit oxaloacetic) chấp nhận Acetyl CoA 2 carbon để tạo ra phân tử 6 carbon (citrate). Citrate trải qua quá trình trao đổi chất tuần hoàn để tạo ra hai phân tử carbon dioxide, hai phân tử NADH, một phân tử FADH2và một phân tử GTP. Chức năng chính của chu trình TCA là thu thập các electron năng lượng cao từ nhiên liệu carbon. Các điện tử năng lượng cao này sau đó được chuyển đến chuỗi vận chuyển điện tử, đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình hô hấp hiếu khí để tổng hợp ATP. Chu trình TCA cũng hoạt động như con đường chung cuối cùng cho quá trình oxy hóa carbohydrate, axit amin, axit béo và nucleotide. Carbohydrate và axit béo đi vào chu trình TCA dưới dạng Acetyl Coenzyme A trong khi các axit amin đi vào chu trình TCA dưới dạng α - ketoglutarate và nucleotide là fumarate.
Hình 02: Chu trình TCA
Phản ứng tổng thể của chu trình TCA
Acetyl Co A + 3 NAD++ FAD + GDP + 2Pi+ 2H2 O → 2CO2+ 3NADH + FADH2+ GTP + 3H+
Sự giống nhau giữa chu trình Glycolysis và TCA là gì?
- Glycolysis và chu trình TCA bao gồm một loạt các phản ứng được xúc tác bởi enzyme.
- Trong cả hai quá trình, quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất đều diễn ra.
- Cả hai quy trình đều tạo ra sản phẩm NADH, H2O.
- Cả hai quá trình đều được điều chỉnh thông qua kiểm soát nội tiết tố, điều hòa dị ứng và ức chế sản phẩm cuối (cơ chế phản hồi).
Sự khác biệt giữa chu trình Glycolysis và TCA là gì?
Glycolysis vs Chu trình TCA |
|
| Glycolysis là quá trình mà 6 phân tử đường carbon (monosaccharide) được dị hóa thành các phân tử 3-carbon pyruvate thông qua các phản ứng xúc tác bởi enzyme. | Chu trình TCA là quá trình thu hoạch năng lượng dự trữ trong phân tử cacbon để tạo ra các hợp chất giàu điện tử cho chuỗi vận chuyển điện tử để tổng hợp ATP thông qua quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. |
| Trang web phản ứng | |
| Glycolysis xảy ra trong bào tương. | Chu trình TCA xảy ra trong ma trận của ti thể. |
| Yêu cầu của Oxy | |
| Glycolysis có thể xảy ra trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí. | Chu trình TCA hoàn toàn là aerobic. |
| Hợp chất bắt đầu | |
| Sáu carbon monosaccharide (glucose) là cơ chất bắt đầu của quá trình đường phân. | Oxaloacetate bốn cacbon là chất nền bắt đầu của chu trình TCA. |
| Sản phẩm cuối | |
| Hai phân tử Pyruvate, hai phân tử ATP và hai phân tử NADH là sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân. | Hai CO2, một GTP, ba NADH và một FADH2 là sản phẩm cuối cùng của chu trình TCA. |
| Chuỗi phản ứng | |
| Phản ứng glycolytic xảy ra theo một chuỗi tuyến tính. | Chu trình TCA xảy ra thông qua một chuỗi tuần hoàn. |
| Sự tham gia của CO2 | |
| CO2 không cần thiết hoặc được tạo ra trong quá trình đường phân. | CO2 được tạo ra cho mỗi phân tử acetyl co A của chu trình TCA. |
| Tiêu thụ ATP | |
| 2 phân tử ATP được tiêu thụ theo con đường đường phân. | Các phân tử ATP không được sử dụng trong chu trình TCA. |
Tóm tắt - Glycolysis vs Chu trình TCA
Glycolysis và chu trình TCA là hai con đường trao đổi chất quan trọng liên quan đến việc sản xuất năng lượng thông qua chất trung gian carbon có nguồn gốc từ các phân tử lớn carbohydrate, protein, chất béo và axit nucleic. Cả hai quá trình đều qua trung gian của enzym và được điều chỉnh liên tục dựa trên nhu cầu năng lượng của tế bào / sinh vật và tốc độ của các quá trình này khác nhau trong các điều kiện khác nhau như trạng thái đói, trạng thái ăn no, trạng thái đói và trạng thái tập thể dục. Điều quan trọng là phải nghiên cứu sự điều hòa của con đường đường phân và chu trình TCA để tìm ra các mối quan hệ sinh hóa nhằm giải quyết sự mất cân bằng trao đổi chất trong cơ thể. Đường phân là quá trình chủ động của quá trình hô hấp và chu trình TCA là giai đoạn chính thứ hai của hô hấp hiếu khí, kết nối với giai đoạn cuối cùng của quá trình hô hấp (chuỗi vận chuyển điện tử). Glycolysis xảy ra trong tế bào chất và tạo ra pyruvat; những pyruvat này đi vào ty thể và hỗ trợ trong chu trình TCA. Quá trình đường phân có thể xảy ra dưới cả sinh vật hiếu khí và kỵ khí. Tuy nhiên, chu trình TCA chỉ xảy ra trong các sinh vật hiếu khí vì nó cần các điều kiện hiếu khí. Đây là sự khác biệt giữa quá trình đường phân và chu trình TCA.
Tải xuống Phiên bản PDF của Glycolysis và Chu trình TCA
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa chu trình Glycolysis và TCA.
