Diferença chave – Glicólise vs Ciclo do TCA
Respiração é um processo que ocupa uma série de reações que são acopladas por reações de oxidação e redução e transferência de elétrons. Ao 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 atuam como aceptores 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, onde as moléculas de carbono são rearranjadas através de uma série de reações catalisadas por enzimas para produzir ATP. A primeira fase, comum a aeróbios e anaeróbios, é a via glicolítica onde o substrato de açúcar, principalmente 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 os intermediários de todas as vias metabólicas se juntam para contribuir para a produção de energia produzindo NADH, FADH2 e duas moléculas de CO2por meio de reações de oxidação-redução. O ciclo TCA ocorre apenas em aeróbios. Em ambos os processos, a fosforilação em nível de substrato ocorre para produzir energia. A principal diferença entre a glicólise e o ciclo do TCA é que a glicólise ocorre no citoplasma, enquanto o ciclo do TCA ocorre nas mitocôndrias.
O que é Glicólise?
Glicólise ou Via Embden-Meyerhof é a primeira etapa da produção de energia e ocorre no citosol de aeróbios e anaeróbios. É um procedimento de reação catalisada por enzimas 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
Tem três etapas principais:
Estágio Preparatório
Nesta fase, os resíduos de açúcar que contêm seis átomos de carbono são fosforilados e presos 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 de 3 carbonos fosforilados.
Etapa de Pagamento
Esta é a fase final da glicólise onde o ATP e o NADH são sintetizados. Para cada substrato de açúcar de 6 carbonos, 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
Glucose + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Piruvato + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Produção líquida de ATP=2ATP
O que é Ciclo TCA?
O ciclo
TCA, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, ocorre na matriz das mitocôndrias. Faz parte da respiração aeróbica; portanto, ocorre apenas em aeróbios. O ciclo do TCA é uma via cíclica catalisada por enzimas onde um substrato de 4 carbonos (ácido oxaloacético) aceita acetil-CoA de 2 carbonos para produzir uma molécula de 6 carbonos (citrato). O citrato sofre uma via metabólica cíclica para produzir duas moléculas de dióxido de carbono, duas moléculas de NADH, uma molécula de FADH2 molécula e uma molécula de GTP. A principal função do ciclo TCA é coletar elétrons de alta energia 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 de ATP. O ciclo do TCA também atua como a via final comum para a oxidação de carboidratos, aminoácidos, ácidos graxos e nucleotídeos. Carboidratos e ácidos graxos entram no ciclo do TCA como Acetil Coenzima A, enquanto os aminoácidos entram no ciclo do TCA como α – cetoglutarato e nucleotídeos como fumarato.
Figura 02: Ciclo TCA
Reação Geral do Ciclo do TCA
Acetil Co A + 3 NAD+ + FAD + PIB + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Quais são as semelhanças entre a glicólise e o ciclo do TCA?
- Glicólise e ciclo do TCA compreendem uma série de reações catalisadas por enzimas.
- Em ambos os processos, ocorre fosforilação em nível de substrato.
- Ambos os processos produzem NADH, H2O como produtos.
- Ambos os processos são regulados através do controle hormonal, regulação alostérica e inibição do produto final (mecanismos de feedback).
Qual é a diferença entre a glicólise e o ciclo do TCA?
Glicólise vs Ciclo do TCA |
|
| Glicólise é o processo em que moléculas de açúcar de 6 carbonos (monossacarídeos) são catabolizadas em moléculas de piruvato de 3 carbonos através de reações catalisadas por enzimas. | O ciclo TCA é o processo em que a energia armazenada nas moléculas de carbono é coletada para produzir compostos ricos em elétrons para a cadeia de transporte de elétrons para sintetizar ATP via fosforilação oxidativa. |
| Sítio da Reação | |
| A glicólise ocorre no citosol. | O ciclo do TCA ocorre na matriz das mitocôndrias. |
| Requisito de Oxigênio | |
| A glicólise pode ocorrer tanto em condições aeróbicas quanto anaeróbicas. | O ciclo TCA é estritamente aeróbico. |
| Composto inicial | |
| Seis monossacarídeos de carbono (glicose) é o substrato inicial da glicólise. | Oxaloacetato de quatro carbonos é o substrato inicial do ciclo do 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 do CO2 | |
| CO2 não é necessário ou produzido durante a glicólise. | CO2 é produzido para cada molécula de acetil co A do ciclo TCA. |
| Consumo de ATP | |
| 2 As moléculas de ATP são consumidas pela via glicolítica. | As moléculas de ATP não são utilizadas no ciclo do TCA. |
Resumo – Glicólise vs Ciclo do TCA
A glicólise e o ciclo do TCA são duas vias metabólicas vitais envolvidas na produção de energia através de intermediários de carbono derivados das macromoléculas 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 em várias condições, como estado de jejum, estado bem alimentado, estado de fome e estado de exercício. É importante estudar a regulação da via glicolítica e do ciclo do TCA para derivar relações bioquímicas para tratar os desequilíbrios metabólicos no corpo. A glicólise é o processo de iniciativa da respiração e o ciclo TCA é a segunda grande fase da respiração aeróbica que se conecta com o estágio final da respiração (cadeia de transporte de elétrons). A glicólise ocorre no citoplasma e produz piruvatos; esses piruvatos entram na mitocôndria e auxiliam no ciclo do TCA. A glicólise pode ocorrer em organismos aeróbicos e anaeróbicos. No entanto, o ciclo do TCA ocorre apenas em organismos aeróbicos, pois necessita de condições aeróbicas. Esta é a diferença entre a glicólise e o ciclo TCA.
Baixe a versão em PDF de Glycolysis vs TCA Cycle
Você pode baixar a versão em PDF deste artigo e usá-lo para fins offline conforme nota de citação. Faça o download da versão em PDF aqui Diferença entre ciclo de glicólise e TCA.
