Het belangrijkste verschil tussen de glycolyse-krebs-cyclus en de elektronentransportketen is de netto opbrengst. Glycolyse produceert twee pyruvaten, twee ATP en twee NADH, terwijl de Krebs-cyclus twee koolstofdioxide, drie NADH, één FADH2, en één ATP produceert. Elektronentransportketen daarentegen produceert vierendertig ATP en één watermolecuul.
Cellulaire ademhaling is een reeks metabolische reacties die plaatsvinden in de cellen van organismen om chemische energie van zuurstof of voedingsstoffen om te zetten in ATP en afvalproducten vrij te maken. Het gaat meestal om voedingsstoffen zoals koolhydraten, vetzuren en eiwitten. Het meest voorkomende oxidatiemiddel dat chemische energie levert, is moleculaire zuurstof. Deze chemische energie opgeslagen in ATP stuurt processen aan die energie nodig hebben, zoals biosynthese, voortbeweging of het transport van moleculen door celmembranen. Cellulaire ademhaling is een van de manieren waarop een cel chemische energie afgeeft om cellulaire activiteiten te voeden. Deze reacties vinden plaats in een reeks biochemische routes. Glycolyse, Krebs-cyclus en elektronentransportketen, die redoxreacties zijn, zijn deze routes.
Wat is glycolyse?
Glycolyse is een metabolische route die glucose omzet in pyruvaat. Dit proces vindt plaats in het cytoplasma. Het is de eerste stap in de afbraak van glucose om energie te extraheren in het proces van cellulair metabolisme. Glycolyse is ook bekend als de eerste stap in cellulaire ademhaling. Glycolyse bestaat uit een reeks reacties om energie te extraheren, waaronder het splitsen van het zes-koolstofmolecuul; glucose tot moleculen met drie koolstofatomen; pyruvaten. Tijdens dit proces wordt de vrijgekomen vrije energie gebruikt om hoogenergetische moleculen te produceren, zoals adenosinetrifosfaat (ATP) en nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH).
Figuur 01: Glycolyse
Glycolyseroute bestaat uit tien reacties die worden gekatalyseerd door tien verschillende enzymen. Deze metabole route heeft geen zuurstof nodig, dus het wordt als een anaërobe route beschouwd. De glycolyseroute heeft twee afzonderlijke fasen: de voorbereidende fase, waarin ATP wordt verbruikt, en de aflossingsfase, waarin ATP wordt geproduceerd. Elke fase bestaat uit vijf stappen. Tijdens de voorbereidende fase vinden de eerste vijf stappen plaats - ze verbruiken energie om glucose om te zetten in suikerfosfaten met drie koolstofatomen. De uitbetalingsfase omvat de laatste vijf stappen waarbij er een nettowinst is van energierijke moleculen. Aangezien glucose tijdens de voorbereidende fase tot twee triosesuikers leidt, vindt elke reactie in de afbetalingsfase twee keer per glucosemolecuul plaats. Daarom is er een opbrengst van twee NADH-moleculen en vier ATP-moleculen. De nettowinst van glycolyse omvat twee pyruvaatmoleculen, twee NADH-moleculen en twee ATP-moleculen.
Wat is Krebs Cycle?
Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus of tricarbonzuurcyclus) is een reeks chemische reacties om opgeslagen energie vrij te maken door de oxidatie van acetyl co-A, een acetylgroep met twee koolstofatomen die is afgeleid van koolhydraten, eiwitten en vetten. Pyruvaat, dat wordt geproduceerd tijdens glycolyse, wordt omgezet in acetyl co-A.
Figuur 02: Krebs-cyclus
Krebs-cyclus vindt plaats in de matrix van mitochondriën van eukaryoten en in het cytoplasma van prokaryoten. Deze cyclus is een gesloten lus die acht stappen omvat. Hier hervormt het laatste deel van de route het vier-koolstofmolecuul, oxaalacetaat, dat in de eerste stap wordt gebruikt. In deze metabole route wordt het verbruikte citroenzuur geregenereerd in een opeenvolging van reacties om de cyclus te voltooien. De Krebs-cyclus verbruikt aanvankelijk acetyl-co-A en water, waardoor nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD+) wordt gereduceerd tot NADH. Als gevolg hiervan wordt koolstofdioxide geproduceerd. De Krebs-cyclus produceert uiteindelijk twee koolstofdioxidemoleculen, één GTP of ATP, drie NADH-moleculen en één FADH2 De acht stappen van deze cyclusreeks omvatten redox-, dehydratatie-, hydratatie- en decarboxyleringsreacties. Krebs-cyclus wordt beschouwd als een aerobe route omdat zuurstof wordt gebruikt.
Wat is een elektronentransportketen?
De elektronentransportketen (ETC) is een route die bestaat uit een reeks eiwitcomplexen die elektronen overdragen van elektronendonoren naar elektronenacceptoren via redoxreacties. Dit zorgt ervoor dat waterstofionen zich ophopen in de matrix van mitochondriën. ETC vindt plaats in het binnenmembraan van de mitochondriën. Hier wordt een concentratiegradiënt gevormd waar waterstofionen uit de matrix diffunderen door door het ATP-synthase-enzym te gaan. Dit fosforyleert ADP en produceert ATP.
Figuur 03: Elektronentransportketen
ETC is de laatste stap van aërobe ademhaling waarbij elektronen van het ene complex naar het andere worden doorgegeven, waardoor moleculaire zuurstof wordt verminderd om water te produceren. Er zijn vier eiwitcomplexen betrokken bij deze route. Ze worden aangeduid als complex I, complex II, complex III en complex IV. Het unieke kenmerk van de ETC is de aanwezigheid van een protonpomp om een protongradiënt over het mitochondriale membraan te creëren. Met andere woorden, elektronen worden gependeld van NADH en FADH2 naar moleculaire zuurstof. Hier worden protonen van de matrix naar het binnenmembraan van mitochondriën gepompt en zuurstof wordt gereduceerd om water te vormen. De nettowinst van de ETC omvat vierendertig ATP-moleculen en één watermolecuul.
Wat zijn de overeenkomsten tussen de glycolyse Krebs-cyclus en de elektronentransportketen?
- Glycolyse, Krebs-cyclus en elektronentransportketen zijn drie stappen die betrokken zijn bij cellulaire ademhaling.
- Alle drie de routes zijn enzymgemedieerd.
- Deze routes produceren ATP.
- De Krebs-cyclus en ETC zijn aerobe paden.
- Glycolyse en Krebs-cyclus produceren NADH.
- Zowel de Krebs-cyclus als ETC vinden plaats in de mitochondriën.
Wat is het verschil tussen de glycolyse Krebs-cyclus en de elektronentransportketen?
Glycolyse produceert twee pyruvaten, twee ATP en twee NADH, terwijl de Krebs-cyclus twee koolstofdioxide, drie NADH, één FADH2 en één ATP produceert. Elektronentransportketen produceert vierendertig ATP en één watermolecuul. Dit is het belangrijkste verschil tussen de glycolyse Krebs-cyclus en de elektronentransportketen. Glycolyse bestaat uit tien stappen waarbij tien verschillende enzymen betrokken zijn en is een lineaire sequentie, terwijl de Krebs-cyclus uit acht stappen bestaat, en het is een gesloten-lusroute waarbij het laatste deel van de route het molecuul hervormt dat in de eerste stap wordt gebruikt. Aan de andere kant is de elektronentransportketen een reeks reacties die uit vier eiwitcomplexen bestaat en ook een lineaire sequentie is. Dit is een ander verschil tussen de glycolyse-krebs-cyclus en de elektronentransportketen. Bovendien verbruikt glycolyse ATP, terwijl de Krebs-cyclus en elektronentransportketen geen ATP verbruiken. Een ander verschil tussen de glycolyse-krebs-cyclus en de elektronentransportketen is dat glycolyse een anaërobe route is, terwijl de Krebs-cyclus en ETC aerobe routes zijn.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen de glycolyse-krebs-cyclus en de elektronentransportketen in tabelvorm.
Samenvatting – Glycolyse versus Krebs-cyclus versus elektronentransportketen
Cellulaire ademhaling is een van de manieren waarop een cel chemische energie afgeeft als brandstof die nodig is voor cellulaire activiteiten. Dit omvat drie biochemische routes: glycolyse, Krebs-cyclus en elektronentransportketen. Glycolyse is een metabolische route die glucose omzet in pyruvaat. Dit is een anaërobe route die plaatsvindt in het cytoplasma. Glycolyse is ook bekend als de eerste stap in cellulaire ademhaling. De glycolyseroute bestaat uit tien reacties die worden gekatalyseerd door tien verschillende enzymen. Krebs-cyclus is een reeks chemische reacties om opgeslagen energie vrij te maken door de oxidatie van acetyl-co-A, een acetylgroep met twee koolstofatomen. De Krebs-cyclus vindt plaats in de matrix van mitochondriën. Het is een gesloten pad met acht stappen. Krebs-cyclus is de tweede stap van cellulaire ademhaling en is een aerobe route. De elektronentransportketen is een route die bestaat uit een reeks eiwitcomplexen die elektronen overdragen van elektronendonoren naar elektronenacceptoren via redoxreacties. Het is ook een aerobe route die plaatsvindt in het binnenmembraan van de mitochondriën. Dit vat dus het verschil samen tussen de glycolyse-krebs-cyclus en de elektronentransportketen.
