ความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสเครบส์และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสและห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนคือผลผลิตสุทธิ Glycolysis ผลิตไพรูเวตสองตัว ATP สองตัวและ NADH สองตัว ในขณะที่วงจร Krebs ผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ 2 ตัว NADH สามตัว FADH_{2 หนึ่งตัวและ ATP หนึ่งตัว ในทางกลับกัน ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนสร้างเอทีพี 34 ตัวและโมเลกุลของน้ำ 1 โมเลกุล}

การหายใจของเซลล์คือชุดของปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเพื่อเปลี่ยนพลังงานเคมีจากออกซิเจนหรือสารอาหารไปเป็น ATP และปล่อยของเสีย โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับสารอาหาร เช่น คาร์โบไฮเดรต กรดไขมัน และโปรตีนตัวออกซิไดซ์ทั่วไปที่ให้พลังงานเคมีคืออ็อกซิเจนระดับโมเลกุล พลังงานเคมีที่เก็บไว้ใน ATP จะขับเคลื่อนกระบวนการที่ต้องใช้พลังงาน เช่น การสังเคราะห์ทางชีวภาพ การเคลื่อนที่ หรือการขนส่งโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ การหายใจระดับเซลล์เป็นวิธีหนึ่งที่เซลล์จะปล่อยพลังงานเคมีเพื่อกระตุ้นการทำงานของเซลล์ ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในชุดของวิถีทางชีวเคมี Glycolysis, Krebs cycle และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนซึ่งเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นเส้นทางเหล่านี้

ไกลโคไลซิสคืออะไร

Glycolysis เป็นวิธีการเผาผลาญที่เปลี่ยนกลูโคสให้เป็นไพรูเวต กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม เป็นขั้นตอนแรกในการสลายกลูโคสเพื่อดึงพลังงานในกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์ Glycolysis เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นขั้นตอนแรกในการหายใจระดับเซลล์ Glycolysis ประกอบด้วยชุดของปฏิกิริยาในการดึงพลังงาน ซึ่งรวมถึงการแยกตัวของโมเลกุลคาร์บอน 6 ตัว; กลูโคสถึงโมเลกุลสามคาร์บอน ไพรูเวตในระหว่างกระบวนการนี้ พลังงานอิสระที่ปล่อยออกมาจะใช้ในการผลิตโมเลกุลพลังงานสูง เช่น อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) และนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ (NADH)

รูปที่ 01: Glycolysis

วิถีไกลโคไลซิสประกอบด้วยปฏิกิริยาสิบปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ที่แตกต่างกันสิบชนิด เส้นทางการเผาผลาญนี้ไม่ต้องการออกซิเจน ดังนั้นจึงถือว่าเป็นวิถีแบบไม่ใช้ออกซิเจน เส้นทางไกลโคไลซิสมีสองขั้นตอนแยกกัน: ระยะเตรียมการ โดยที่ ATP ถูกใช้ไป และระยะการชำระออก โดยที่ ATP ถูกผลิตขึ้น แต่ละขั้นตอนประกอบด้วยห้าขั้นตอน ในระหว่างขั้นตอนเตรียมการ ห้าขั้นตอนแรกเกิดขึ้น – พวกมันใช้พลังงานเพื่อเปลี่ยนกลูโคสเป็นน้ำตาลฟอสเฟตสามคาร์บอน ขั้นตอนการชำระเงินเกี่ยวข้องกับห้าขั้นตอนสุดท้ายที่มีโมเลกุลที่อุดมด้วยพลังงานสุทธิเพิ่มขึ้นเนื่องจากกลูโคสนำไปสู่น้ำตาลไตรโอสสองชนิดในช่วงเตรียมการ แต่ละปฏิกิริยาในระยะการจ่ายจึงเกิดขึ้นสองครั้งต่อโมเลกุลของกลูโคส ดังนั้นจึงมีผลผลิตของโมเลกุล NADH สองตัวและโมเลกุล ATP สี่ตัว กำไรสุทธิของไกลโคไลซิสประกอบด้วยโมเลกุลไพรูเวท 2 โมเลกุล โมเลกุล NADH สองโมเลกุล และโมเลกุล ATP สองโมเลกุล

เครบส์ไซเคิลคืออะไร

รอบเครบส์ (วัฏจักรกรดซิตริกหรือวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก) เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีที่จะปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ผ่านกระบวนการออกซิเดชันของอะเซทิลโค-เอ ซึ่งเป็นกลุ่มอะเซทิลสองคาร์บอนซึ่งได้มาจากคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน. Pyruvate ซึ่งผลิตขึ้นระหว่างกระบวนการไกลโคไลซิส จะแปลงเป็น acetyl co-A

รูปที่ 02: Krebs Cycle

วงจรเครบส์เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรียของยูคาริโอตและในไซโตพลาสซึมของโปรคาริโอตรอบนี้เป็นทางเดินแบบวงปิดที่มีแปดขั้นตอน ที่นี่ ส่วนสุดท้ายของเส้นทางปฏิรูปโมเลกุลสี่คาร์บอน ออกซาโลอะซิเตต ซึ่งใช้ในขั้นตอนแรก ในวิถีการเผาผลาญนี้ กรดซิตริกที่บริโภคเข้าไปจะถูกสร้างขึ้นใหม่ตามลำดับของปฏิกิริยาเพื่อทำให้วัฏจักรสมบูรณ์ วงจร Krebs เริ่มกิน acetyl co-A และน้ำ โดยลด nicotinamide adenine dinucleotide (NAD⁺) ให้เป็น NADH เป็นผลให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในที่สุดวงจร Krebs ก็สร้างโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ 2 โมเลกุล ได้แก่ GTP หรือ ATP หนึ่งตัว NADH สามโมเลกุล และ FADH_{2 หนึ่งตัว แปดขั้นตอนของชุดวงจรนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ การคายน้ำ ความชุ่มชื้น และปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชัน วงจร Krebs ถือเป็นวิถีแอโรบิกเนื่องจากมีการใช้ออกซิเจน}

โซ่ขนส่งอิเล็กตรอนคืออะไร

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (ETC) เป็นเส้นทางที่ประกอบด้วยชุดของโปรตีนเชิงซ้อนที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากผู้บริจาคอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์ทำให้ไอออนไฮโดรเจนสะสมอยู่ภายในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย ETC เกิดขึ้นภายในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรีย ที่นี่ การไล่ระดับความเข้มข้นจะเกิดขึ้นโดยที่ไฮโดรเจนไอออนกระจายออกจากเมทริกซ์โดยผ่านเอนไซม์ ATP synthase ฟอสโฟรีเลต ADP นี้ผลิต ATP

รูปที่ 03: ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

ETC เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน โดยที่อิเล็กตรอนจะถูกส่งผ่านจากสารเชิงซ้อนที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยลดออกซิเจนในระดับโมเลกุลเพื่อผลิตน้ำ มีโปรตีนเชิงซ้อนสี่ชนิดที่เกี่ยวข้องในวิถีทางนี้ พวกมันถูกระบุว่าเป็นคอมเพล็กซ์ I, คอมเพล็กซ์ II, คอมเพล็กซ์ III และคอมเพล็กซ์ IV คุณลักษณะเฉพาะของ ETC คือการมีอยู่ของปั๊มโปรตอนเพื่อสร้างการไล่ระดับโปรตอนข้ามเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียกล่าวอีกนัยหนึ่ง อิเล็กตรอนถูกส่งจาก NADH และ FADH_{2 ไปยังโมเลกุลออกซิเจน ที่นี่ โปรตอนถูกสูบจากเมทริกซ์ไปยังเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรีย และออกซิเจนจะลดลงเพื่อสร้างน้ำ กำไรสุทธิของ ETC ประกอบด้วยโมเลกุล ATP 34 ตัวและโมเลกุลน้ำ 1 ตัว}

ความคล้ายคลึงกันระหว่างวงจรไกลโคไลซิสเครบส์กับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนคืออะไร

• ไกลโคไลซิส วงจรเครบส์ และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเป็นสามขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการหายใจของเซลล์
• ทั้งสามวิถีทางเป็นสื่อกลางด้วยเอนไซม์
• เส้นทางเหล่านี้สร้าง ATP
• วงจร Krebs และ ETC เป็นเส้นทางแอโรบิก
• วงจรไกลโคไลซิสและเครบส์สร้าง NADH.
• ทั้งวงจร Krebs และ ETC เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย

ความแตกต่างระหว่างวงจรไกลโคไลซิสเครบส์และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนคืออะไร

ไกลโคไลซิสสร้างไพรูเวตสองตัว, ATP สองตัว และ NADH สองตัว ในขณะที่วงจร Krebs จะสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ 2 ตัว NADH สามตัว FADH2 หนึ่งตัว และ ATP หนึ่งตัวห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนผลิต ATP สามสิบสี่และโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุล นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสเครบส์กับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ไกลโคไลซิสประกอบด้วยสิบขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์สิบชนิดที่แตกต่างกันและเป็นลำดับเชิงเส้น ในขณะที่วัฏจักรเครบส์ประกอบด้วยแปดขั้นตอน และเป็นทางเดินแบบวงปิดซึ่งส่วนสุดท้ายของวิถีจะปฏิรูปโมเลกุลที่ใช้ในขั้นตอนแรก ในทางกลับกัน ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเป็นชุดของปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยโปรตีนเชิงซ้อนสี่ชนิดและยังเป็นลำดับเชิงเส้นอีกด้วย นี่เป็นข้อแตกต่างระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสเครบส์กับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน นอกจากนี้ glycolysis ยังกิน ATP ในขณะที่ Krebs cycle และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนไม่กิน ATP ความแตกต่างอีกประการระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสและห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนคือไกลโคไลซิสเป็นวิถีที่ไม่ใช้ออกซิเจนในขณะที่วงจรเครบส์และ ETC เป็นวิถีทางแอโรบิก

อินโฟกราฟิกต่อไปนี้แสดงความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสและห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในรูปแบบตาราง

Summary – Glycolysis vs Krebs Cycle vs Electron Transport Chain

การหายใจระดับเซลล์เป็นวิธีหนึ่งที่เซลล์จะปล่อยพลังงานเคมีเป็นเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมของเซลล์ ซึ่งรวมถึงสามวิถีทางชีวเคมี: Glycolysis, Krebs cycle และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน Glycolysis เป็นวิถีการเผาผลาญที่เปลี่ยนกลูโคสเป็นไพรูเวต นี่เป็นวิถีแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม Glycolysis เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นขั้นตอนแรกในการหายใจระดับเซลล์ เส้นทางไกลโคไลซิสประกอบด้วยปฏิกิริยาสิบประการที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ที่แตกต่างกันสิบชนิด วัฏจักร Krebs เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีเพื่อปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ผ่านการออกซิเดชันของ acetyl co-A ซึ่งเป็นกลุ่ม acetyl สองคาร์บอน วงจร Krebs เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย เป็นทางเดินแบบวงปิดที่มีแปดขั้นตอน วงจร Krebs เป็นขั้นตอนที่สองของการหายใจระดับเซลล์และเป็นวิถีทางแอโรบิก ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเป็นทางเดินที่ประกอบด้วยชุดของโปรตีนเชิงซ้อนที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากผู้บริจาคอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์นอกจากนี้ยังเป็นทางเดินแอโรบิกที่เกิดขึ้นภายในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรีย ดังนั้น นี่จึงสรุปความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสและห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน