Diferença entre glicólise e ciclo TCA
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Diferença chave - Glicólise vs ciclo TCA
A respiração é um processo que ocupa uma série de reações que são acopladas por reações de oxidação e redução e transferência de elétrons. No final da respiração, os organismos produzem energia para utilizar em seus processos metabólicos. Essa energia é produzida na forma de ATP (moeda energética das células). Durante a respiração aeróbica, as moléculas de oxigênio agem como receptores finais de elétrons e são reduzidas para produzir água. Isso cria um gradiente eletroquímico que impulsiona a síntese de ATP. A respiração aeróbica consiste em três fases principais, nas quais as moléculas de carbono são reorganizadas por meio de uma série de reações catalisadas por enzimas para produzir ATP. A primeira fase, comum aos aeróbios e anaeróbios, é a via glicolítica em que o substrato de açúcar, principalmente a glicose, é catabolizado em duas moléculas de piruvato. Essa conversão produz duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH. A segunda fase é o ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), que é o hub central onde intermediários de todas as vias metabólicas se unem para contribuir para a produção de energia, produzindo NADH, FADH2 e duas moléculas de CO2 através de reações de oxidação-redução. O ciclo TCA ocorre apenas em aeróbicos. Nos dois processos, a fosforilação no nível do substrato ocorre para produzir energia. A principal diferença entre glicólise e ciclo TCA é que glicólise ocorre no citoplasma enquanto o ciclo TCA ocorre nas mitocôndrias.
CONTEÚDO
1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é glicólise
3. O que é o ciclo TCA
4. Semelhanças entre glicólise e ciclo TCA
5. Comparação lado a lado - glicólise versus ciclo TCA em forma de tabela
6. Resumo
O que é glicólise?
Glicólise ou a Caminho de Embden-Meyerhof é o primeiro passo da produção de energia e ocorre no citosol de aeróbios e anaeróbios. É um procedimento de reação catalisada por enzima que compreende dez etapas de reação. Na glicólise, as moléculas de açúcar são fosforiladas e aprisionadas na célula para catabolizar em duas moléculas de piruvato (composto de três carbonos), que são os produtos finais da glicólise..
Estágios da glicólise
Possui três estágios principais, como segue:
Fase preparatória
Nesta fase, os resíduos de açúcar que contêm seis átomos de carbono são fosforilados e retidos na célula. A fase preparatória é uma fase que requer energia onde duas moléculas de ATP são utilizadas.
Estágio de clivagem
Durante esta fase, a molécula de 6 carbonos é clivada em dois resíduos fosforilados de 3 carbonos.
Pay off Stage
Este é o estágio final da glicólise onde ATP e NADH são sintetizados. Para cada 6 substratos de açúcar de carbono, são produzidas 4 moléculas de ATP, 2 moléculas de NADH e 2 moléculas de piruvato; portanto, é a fase produtora de energia da glicólise.
Figura 01: Glicólise
Reação geral da glicólise
Glicose + 2PEu + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Piruvato + 4ATP + 2NADH + 2H2O + 2H+
Produção líquida de ATP = 2ATP
O que é o ciclo TCA?
Ciclo TCA, também conhecido como Ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, ocorre na matriz das mitocôndrias. É uma parte da respiração aeróbica; portanto, ocorre apenas em aeróbicos. O ciclo do TCA é uma via cíclica, catalisada por enzimas, em que um substrato de 4 carbonos (ácido oxaloacético) aceita acetil-CoA de 2 carbonos para produzir uma molécula de 6 carbonos (citrato). O citrato passa por uma via metabólica cíclica para produzir duas moléculas de dióxido de carbono, duas moléculas de NADH, uma FADH2 molécula e uma molécula de GTP. A principal função do ciclo TCA é coletar elétrons de alta energia a partir de combustíveis de carbono. Esses elétrons de alta energia são então transferidos para a cadeia de transporte de elétrons, que é o estágio final da respiração aeróbica para a síntese do ATP. O ciclo do TCA também atua como a via comum final para a oxidação de carboidratos, aminoácidos, ácidos graxos e nucleotídeos. Carboidratos e ácidos graxos entram no ciclo TCA como acetil-coenzima A, enquanto os aminoácidos entram no ciclo TCA como α-cetoglutarato e nucleotídeos como fumarato.
Figura 02: Ciclo TCA
Reação geral do ciclo TCA
Acetil Co A + 3 NAD+ + DCP + PIB + 2PEu + 2H2O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Quais são as semelhanças entre glicólise e ciclo TCA?
- A glicólise e o ciclo TCA compreendem séries de reações catalisadas por enzimas.
- Nos dois processos, ocorre a fosforilação no nível do substrato.
- Ambos os processos produzem NADH, H2O como produtos.
- Ambos os processos são regulados por controle hormonal, regulação alostérica e inibição do produto final (mecanismos de feedback).
Qual é a diferença entre glicólise e ciclo TCA?
Ciclo de glicólise vs TCA | |
| Glicólise é o processo em que 6 moléculas de açúcar de carbono (monossacarídeo) são catabolizadas em moléculas de piruvato de 3-carbono através de reações catalisadas por enzimas. | O ciclo TCA é o processo em que a energia armazenada nas moléculas de carbono é colhida para produzir compostos ricos em elétrons para a cadeia de transporte de elétrons para sintetizar o ATP via fosforilação oxidativa. |
| Local da reação | |
| A glicólise ocorre no citosol. | O ciclo TCA ocorre na matriz das mitocôndrias. |
| Exigência de oxigênio | |
| A glicólise pode ocorrer em condições aeróbias e anaeróbias. | O ciclo TCA é estritamente aeróbico. |
| Composto inicial | |
| Seis monossacarídeos de carbono (glicose) são o substrato inicial da glicólise. | O oxaloacetato de quatro carbonos é o substrato inicial do ciclo TCA. |
| Produtos finais | |
| Duas moléculas de piruvato, duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH são os produtos finais da glicólise. | Dois CO2, um GTP, três NADH e um FADH2 são os produtos finais do ciclo TCA. |
| Sequência de reações | |
| As reações glicolíticas ocorrem como uma sequência linear. | O ciclo TCA ocorre através de uma sequência cíclica. |
| Envolvimento de CO2 | |
| O CO2 não é necessário ou produzido durante a glicólise. | O CO2 é produzido para cada molécula de acetil co A do ciclo TCA. |
| Consumo de ATP | |
| 2 moléculas de ATP são consumidas pela via glicolítica. | Moléculas de ATP não são utilizadas no ciclo TCA. |
Resumo - Glicólise vs Ciclo TCA
A glicólise e o ciclo TCA são duas vias metabólicas vitais envolvidas na produção de energia por meio de intermediários de carbono derivados das macro moléculas carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucléicos. Ambos os processos são mediados por enzimas e estão sob regulação constante com base na necessidade de energia da célula / organismo e as taxas desses processos diferem sob várias condições, como estado de jejum, estado de boa alimentação, estado de inanição e estado de exercício. É importante estudar a regulação da via glicolítica e o ciclo do TCA, a fim de derivar relações bioquímicas para tratar dos desequilíbrios metabólicos no organismo. A glicólise é o processo de iniciativa da respiração e o ciclo TCA é a segunda fase principal da respiração aeróbica que se conecta ao estágio final da respiração (cadeia de transporte de elétrons). A glicólise ocorre no citoplasma e produz piruvatos; esses piruvatos entram nas mitocôndrias e auxiliam no ciclo do TCA. A glicólise pode ocorrer em organismos aeróbicos e anaeróbicos. No entanto, o ciclo TCA ocorre apenas em organismos aeróbicos, pois necessita de condições aeróbicas. Esta é a diferença entre glicólise e ciclo TCA.
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Referências:
1. Berg, Jeremy M. "O ciclo do ácido cítrico". Bioquímica. 5th edition., U.S. National Library of Medicine, 1 de janeiro de 1970, disponível aqui. Acessado em 21 de agosto de 2017.
Berg, Jeremy M. "A glicólise é um caminho de conversão de energia em muitos organismos". Bioquímica. 5th edition., U.S. National Library of Medicine, 1 de janeiro de 1970, disponível aqui. Acessado em 21 de agosto de 2017.
Cortesia da imagem:
1. “Glicólise” Por WYassineMrabet - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Citric acid cycle noi” Por Narayanese () - Versão modificada do Image: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
