الفرق الرئيسي بين دورة كريبس لتحلل السكر وسلسلة نقل الإلكترون هو العائد الصافي. ينتج تحلل السكر اثنين من البيروفات ، واثنين من ATP ، واثنين من NADH ، بينما تنتج دورة كريبس اثنين من ثاني أكسيد الكربون ، وثلاثة NADH ، وواحد FADH2 ،وواحد ATP. من ناحية أخرى ، تنتج سلسلة نقل الإلكترون 34 جزيء ATP وجزيء ماء واحد.
التنفس الخلوي هو سلسلة من التفاعلات الأيضية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية لتحويل الطاقة الكيميائية من الأكسجين أو العناصر الغذائية إلى ATP وإطلاق النفايات. عادة ما تحتوي على عناصر غذائية مثل الكربوهيدرات والأحماض الدهنية والبروتينات.العامل المؤكسد الأكثر شيوعًا الذي يوفر الطاقة الكيميائية هو الأكسجين الجزيئي. هذه الطاقة الكيميائية المخزنة في ATP تقود العمليات التي تتطلب طاقة ، مثل التخليق الحيوي ، أو الحركة ، أو نقل الجزيئات عبر أغشية الخلايا. التنفس الخلوي هو أحد الطرق التي تطلق بها الخلية الطاقة الكيميائية لتغذية الأنشطة الخلوية. تحدث هذه التفاعلات في سلسلة من المسارات البيوكيميائية. تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون ، وهي تفاعلات الأكسدة والاختزال ، هي هذه المسارات.
ما هو تحلل السكر؟
تحلل السكر هو مسار أيضي يحول الجلوكوز إلى بيروفات. تحدث هذه العملية في السيتوبلازم. إنها الخطوة الأولى في تكسير الجلوكوز لاستخراج الطاقة في عملية التمثيل الغذائي الخلوي. يُعرف تحلل السكر أيضًا بأنه الخطوة الأولى في التنفس الخلوي. يتكون تحلل السكر من سلسلة من التفاعلات لاستخراج الطاقة ، والتي تشمل تقسيم جزيء ستة كربون ؛ الجلوكوز إلى ثلاثة جزيئات كربون ؛ البيروفات.خلال هذه العملية ، يتم استخدام الطاقة الحرة المنبعثة لإنتاج جزيئات عالية الطاقة مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) والنيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADH).
الشكل 01: تحلل السكر
يتكون مسار تحلل السكر من عشرة تفاعلات محفزة بعشرة إنزيمات مختلفة. لا يتطلب هذا المسار الأيضي الأكسجين ، لذلك يعتبر مسارًا لاهوائيًا. يحتوي مسار تحلل السكر على مرحلتين منفصلتين: المرحلة التحضيرية ، حيث يتم استهلاك ATP ، ومرحلة السداد ، حيث يتم إنتاج ATP. كل مرحلة تتكون من خمس خطوات. خلال المرحلة التحضيرية ، تتم الخطوات الخمس الأولى - فهي تستهلك الطاقة لتحويل الجلوكوز إلى فوسفات السكر ثلاثي الكربون. تتضمن مرحلة السداد الخطوات الخمس الأخيرة حيث يوجد ربح صاف للجزيئات الغنية بالطاقة.نظرًا لأن الجلوكوز يؤدي إلى نوعين من السكريات الثلاثية خلال المرحلة التحضيرية ، فإن كل تفاعل في مرحلة الدفع يحدث مرتين لكل جزيء جلوكوز. لذلك ، هناك ناتج من جزيئين NADH وأربعة جزيئات ATP. يشتمل الربح الصافي لتحلل السكر على جزيئين من البيروفات ، وجزيئين NADH ، وجزيئين من ATP.
ما هي دورة كريبس؟
دورة كريبس (دورة حامض الستريك أو دورة حمض الكربوكسيل) هي سلسلة من التفاعلات الكيميائية لإطلاق الطاقة المخزنة من خلال أكسدة أسيتيل co-A ، ومجموعة أسيتيل ثنائية الكربون مشتقة من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. البيروفات ، الذي يتم إنتاجه أثناء تحلل السكر ، يتحول إلى أسيتيل co-A.
الشكل 02: دورة كريبس
تحدث دورة كريبس في مصفوفة الميتوكوندريا لحقيقيات النوى وفي سيتوبلازم بدائيات النوى.هذه الدورة عبارة عن مسار مغلق الحلقة يتضمن ثماني خطوات. هنا ، يقوم الجزء الأخير من المسار بإصلاح جزيء أربعة كربون ، أوكسالو أسيتات ، والذي يستخدم في الخطوة الأولى. في هذا المسار الأيضي ، يتم تجديد حمض الستريك المستهلك في سلسلة من التفاعلات لإكمال الدورة. تستهلك دورة كريبس في البداية الأسيتيل co-A والماء ، مما يقلل من النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD+) إلى NADH. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون. تنتج دورة كريبس أخيرًا جزيئين من ثاني أكسيد الكربون ، أحدهما GTP أو ATP ، وثلاثة جزيئات NADH ، وواحد FADH2تتضمن الخطوات الثماني لسلسلة الدورة هذه تفاعلات الأكسدة والاختزال والجفاف والترطيب ونزع الكربوكسيل. تعتبر دورة كريبس مسارًا هوائيًا نظرًا لاستخدام الأكسجين.
ما هي سلسلة نقل الإلكترون؟
سلسلة نقل الإلكترون (ETC) هي مسار يتكون من سلسلة من المجمعات البروتينية التي تنقل الإلكترونات من متبرعات الإلكترون إلى متقبلات الإلكترون من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال.يؤدي هذا إلى تراكم أيونات الهيدروجين داخل مصفوفة الميتوكوندريا. يحدث ETC داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. هنا ، يتم تكوين تدرج تركيز حيث تنتشر أيونات الهيدروجين خارج المصفوفة عن طريق المرور عبر إنزيم سينسيز ATP. هذا الفسفوريلات ينتج ADP ATP.
الشكل 03: سلسلة نقل الإلكترون
ETC هي الخطوة الأخيرة في التنفس الهوائي حيث يتم تمرير الإلكترونات من مركب إلى آخر ، مما يقلل الأكسجين الجزيئي لإنتاج الماء. هناك أربعة مجمعات بروتينية تشارك في هذا المسار. يتم تصنيفها على أنها معقدة I ، ومركب II ، ومركب III ، ومجمع IV. الميزة الفريدة لـ ETC هي وجود مضخة بروتون لإنشاء تدرج بروتون عبر غشاء الميتوكوندريا.بمعنى آخر ، يتم نقل الإلكترونات من NADH و FADH2إلى الأكسجين الجزيئي. هنا ، يتم ضخ البروتونات من المصفوفة إلى الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، ويتم تقليل الأكسجين لتكوين الماء. يشمل الربح الصافي لـ ETC أربعة وثلاثين جزيء ATP وجزيء ماء واحد.
ما هي أوجه التشابه بين دورة كريبس Glycolysis وسلسلة نقل الإلكترون؟
- تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون هي ثلاث خطوات تشارك في التنفس الخلوي.
- جميع المسارات الثلاثة بوساطة إنزيم.
- هذه المسارات تنتج ATP.
- دورة كريبس و ETC هي مسارات هوائية.
- تحلل السكر ودورة كريبس تنتج NADH.
- تحدث كل من دورة كريبس و ETC في الميتوكوندريا.
ما هو الفرق بين دورة تحلل السكر كريبس وسلسلة نقل الإلكترون؟
ينتج تحلل السكر اثنين من البيروفات ، واثنين من ATP ، واثنين من NADH ، بينما تنتج دورة كريبس اثنين من ثاني أكسيد الكربون ، وثلاثة NADH ، وواحد FADH2 ، وواحد ATP.تنتج سلسلة نقل الإلكترون أربعة وثلاثين ATP وجزيء ماء واحد. هذا هو الفرق الرئيسي بين دورة تحلل السكر في كريبس وسلسلة نقل الإلكترون. يتكون التحلل السكري من عشر خطوات تتضمن عشرة إنزيمات مختلفة وهي عبارة عن تسلسل خطي ، بينما تتكون دورة كريبس من ثماني خطوات ، وهي عبارة عن مسار مغلق الحلقة حيث يقوم الجزء الأخير من المسار بإصلاح الجزيء المستخدم في الخطوة الأولى. من ناحية أخرى ، فإن سلسلة نقل الإلكترون عبارة عن سلسلة من التفاعلات التي تتكون من أربعة مجمعات بروتينية وهي أيضًا تسلسل خطي. هذا فرق آخر بين دورة كريبس لتحلل السكر وسلسلة نقل الإلكترون. علاوة على ذلك ، يستهلك تحلل السكر ATP بينما لا تستهلك دورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون ATP. هناك اختلاف آخر بين دورة كريبس لتحلل السكر وسلسلة نقل الإلكترون وهو أن تحلل السكر هو مسار لاهوائي بينما دورة كريبس و ETC هي مسارات هوائية.
يسرد الرسم البياني التالي الاختلافات بين دورة كريبس بتحلل السكر وسلسلة نقل الإلكترون في شكل جدول.
ملخص - انحلال السكر مقابل دورة كريبس مقابل سلسلة نقل الإلكترون
التنفس الخلوي هو أحد الطرق التي تطلق بها الخلية الطاقة الكيميائية لتزويدها بالوقود اللازم للأنشطة الخلوية. يتضمن ذلك ثلاثة مسارات كيميائية حيوية: تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون. تحلل السكر هو مسار أيضي يحول الجلوكوز إلى بيروفات. هذا هو المسار اللاهوائي الذي يحدث في السيتوبلازم. يُعرف تحلل السكر أيضًا بأنه الخطوة الأولى في التنفس الخلوي. يتكون مسار تحلل السكر من عشرة تفاعلات يتم تحفيزها بواسطة عشرة إنزيمات مختلفة. دورة كريبس عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية لإطلاق الطاقة المخزنة من خلال أكسدة أسيتيل co-A ، مجموعة أسيتيل ثنائية الكربون. تحدث دورة كريبس في مصفوفة الميتوكوندريا. إنه مسار ذو حلقة مغلقة يشتمل على ثماني خطوات. دورة كريبس هي الخطوة الثانية للتنفس الخلوي وهي مسار هوائي. سلسلة نقل الإلكترون هي مسار يتكون من سلسلة من المجمعات البروتينية التي تنقل الإلكترونات من متبرع الإلكترون إلى متقبلات الإلكترون من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال.وهو أيضًا مسار هوائي يحدث داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. وهكذا ، هذا يلخص الفرق بين دورة كريبس تحلل السكر وسلسلة نقل الإلكترون.
