Hauptunterschied – Krebs-Zyklus vs. Glykolyse

Krebszyklus und Glykolyse sind zwei Schritte der Zellatmung. Zellatmung ist die biologische Oxidation der organischen Verbindung, der Glukose zur Freisetzung chemischer Energie. Diese chemische Energie wird als Energiequelle für zelluläre Funktionen verwendet. Der Krebs-Zyklus kommt nach der Glykolyse. Die Hauptunterschied zwischen Krebs-Zyklus und Glykolyse ist das Der Krebszyklus ist an der vollständigen Oxidation von Brenztraubensäure zu Kohlendioxid und Wasser beteiligt, während die Glykolyse Glucose in zwei Moleküle Brenztraubensäure umwandelt. Der Krebs-Zyklus tritt bei Eukaryoten in den Mitochondrien auf. Die Glykolyse findet im Zytoplasma aller lebenden Organismen statt. Der Krebs-Zyklus wird auch als Zitronensäurezyklus oder Tricarbonsäurezyklus (TCA-Zyklus). Die Glykolyse wird auch als Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)-Weg bezeichnet.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist der Krebs-Zyklus (oder Zitronensäure-Zyklus oder TCA-Zyklus) – Definition, Eigenschaften, Prozess 2. Was ist Glykolyse? – Definition, Eigenschaften, Prozess 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Krebs-Zyklus und Glykolyse? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Krebs-Zyklus und Glykolyse? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Acetyl-CoA, ATP, Zellatmung, Zitronensäure-Zyklus, FADH, Glykolyse, Glukose, GTP, Krebs-Zyklus, NADH, Oxidative Decarboxylierung, Pyruvat, TCA-Zyklus

Was ist der Krebszyklus?

Der Krebs-Zyklus, auch bekannt als der Zitronensäurezyklus oder Tricarbonsäurezyklus (TCA-Zyklus), ist der zweite Schritt der aeroben Atmung in lebenden Organismen. Während des Krebs-Zyklus wird Pyruvat vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Pyruvat entsteht bei der Glykolyse, dem ersten Schritt der Zellatmung. Diese Pyruvate werden dann in die Matrix der Mitochondrien importiert, um sie zu durchlaufen oxidative Decarboxylierung. Während der oxidativen Decarboxylierung wird Pyruvat in Acetyl-CoA umgewandelt, indem ein Kohlendioxidmolekül entfernt und zu Essigsäure oxidiert wird. Dann wird ein Coenzym A an den Essiganteil gebunden, wodurch das Acetyl-CoA gebildet wird. Dieses Acetyl-CoA tritt dann in den Krebs-Zyklus ein.

Abbildung 1: Oxidative Decarboxylierung von Pyruvat und Krebs-Zyklus

Während des Krebs-Zyklus wird der Acetylteil des Acetyl-CoA an ein Oxalacetat-Molekül gebunden, um ein Citrat-Molekül zu bilden. Das Citrat ist ein Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen. Dieses Citrat wird durch eine Reihe von Schritten oxidiert, wodurch zwei Kohlendioxidmoleküle freigesetzt werden. Zunächst wird die Zitronensäure in Isocitrat umgewandelt und durch Reduktion eines NAD. zu α-Ketoglutarat oxidiert⁺ Molekül. Das α-Ketoglutarat wird erneut zu Succinyl-CoA oxidiert. Das Succinyl-CoA nimmt eine Hydroxylgruppe aus Wasser und bildet Succinat. Das Succinat wird durch FAD zu Fumarat oxidiert. Die Zugabe von Wassermolekülen zum Fumarat erzeugt Malat. Das Malat wird dann durch NAD. wieder zu Oxalacetat oxidiert⁺. Die Gesamtreaktionen des Krebs-Zyklus produzieren sechs NADH, zwei FADH₂, und zwei ATP/GTP-Moleküle pro ein Glucosemolekül. Der Prozess der oxidativen Decarboxylierung zusammen mit dem Krebs-Zyklus ist in Abbildung 1 dargestellt.

Was ist Glykolyse?

Die Glykolyse ist der erste Schritt der Zellatmung in allen lebenden Organismen. Das bedeutet, dass die Glykolyse sowohl bei der aeroben als auch bei der anaeroben Atmung stattfindet. Die Glykolyse findet im Zytoplasma statt. Es ist am Abbau von Glukose in zwei Pyruvatmoleküle beteiligt. Durch das Enzym Hexokinase wird dem Glucosemolekül eine Phosphatgruppe hinzugefügt, wodurch Glucose-6-phosphat entsteht. Das Glucose-6-Phosphat wird dann zu Fructose-6-Phosphat isomerisiert. Das Fructose-6-Phosphat wird in Fructose-1,6-Bisphosphat umgewandelt. Das Fructose-1,6-bisphosphat wird durch die Wirkung des Enzyms Aldose in Dihydroxyaceton und Glycerinaldehyd gespalten. Sowohl Dihydroxyaceton als auch Glyceraldehyd werden leicht in Dihydroacetonphosphat und Glyceraldehyd-3-phosphat umgewandelt. Das Glycerinaldehyd-3-phosphat wird zu 1,3-Bisphosphoglycerat oxidiert. Eine Phosphatgruppe aus dem 1,3-Bisphosphoglycerat wird auf ADP übertragen, um ein ATP zu produzieren. Dadurch entsteht ein 3-Phosphoglycerat-Molekül. Die Phosphatgruppe des 3-Phosphoglycerats wird in die zweite Kohlenstoffposition desselben Moleküls übertragen, um ein 2-Phosphoglycerat-Molekül zu bilden. Die Entfernung eines Wassermoleküls aus dem 2-Phosphoglycerat erzeugt das Phosphoenolpyruvat (PEP). Durch die Übertragung der Phosphatgruppe von PEP auf ein ADP-Molekül entsteht das Pyruvat.

Abbildung 2: Glykolyse

Die Gesamtreaktionen der Glykolyse produzieren zwei Pyruvatmoleküle, zwei NADH-Moleküle, zwei ATP-Moleküle und zwei Wassermoleküle. Der vollständige Prozess der Glykolyse ist in Abbildung 2 dargestellt.

Ähnlichkeiten zwischen Krebszyklus und Glykolyse

Unterschied zwischen Krebszyklus und Glykolyse

Definition

Krebs Zyklus: Der Krebs-Zyklus, auch Zitronensäure-Zyklus oder Tricarbonsäure-Zyklus (TCA-Zyklus) genannt, bezieht sich auf die Reihe chemischer Reaktionen, bei denen Pyruvat in Acetyl-CoA umgewandelt und vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert wird.

Glykolyse: Glykolyse bezieht sich auf die Reihe chemischer Reaktionen, bei denen ein Glucosemolekül in zwei Brenztraubensäuremoleküle umgewandelt wird.

Schritt

Krebs Zyklus: Der Krebszyklus ist der zweite Schritt der Zellatmung.

Glykolyse: Die Glykolyse ist der erste Schritt der Zellatmung.

Standort

Krebs Zyklus: Der Krebszyklus tritt in den Mitochondrien von Eukaryoten auf.

Glykolyse: Die Glykolyse findet im Zytoplasma statt.

Aerobe/Anaerobe Atmung

Krebs Zyklus: Der Krebs-Zyklus tritt nur bei der aeroben Atmung auf.

Glykolyse: Die Glykolyse findet sowohl bei der aeroben als auch bei der anaeroben Atmung statt.

Verfahren

Krebs Zyklus: Der Krebs-Zyklus ist an der vollständigen Oxidation von Pyruvat zu Kohlendioxid und Wasser beteiligt.

Glykolyse: Die Glykolyse ist am Abbau von Glucose in zwei Pyruvatmoleküle beteiligt.

Linear/Zyklisch

Krebs Zyklus: Der Krebs-Zyklus ist ein zyklischer Prozess.

Glykolyse: Die Glykolyse ist ein linearer Prozess.

Endprodukt

Krebs Zyklus: Das Endprodukt des Krebs-Zyklus ist eine anorganische Kohlenstoffsubstanz.

Glykolyse: Das Endprodukt der Glykolyse ist eine organische Substanz.

Verbrauch von ATP

Krebs Zyklus: Der Krebszyklus verbraucht kein ATP.

Glykolyse: Die Glykolyse verbraucht zwei ATP-Moleküle.

Nettogewinn

Krebs Zyklus: Der Krebszyklus produziert sechs NADH-Moleküle und zwei FADH₂ Moleküle.

Glykolyse: Die Glykolyse produziert zwei Pyruvat-Moleküle, zwei ATP-Moleküle, zwei NADH-Moleküle.

Netto-Energiegewinn

Krebs Zyklus: Der Netto-Energiegewinn des Krebs-Zyklus beträgt 24 ATP-Moleküle.

Glykolyse: Der Nettoenergiegewinn der Glykolyse beträgt 8 ATP-Moleküle.

Kohlendioxid

Krebs Zyklus: Kohlendioxid wird während des Krebszyklus freigesetzt.

Glykolyse: Bei der Glykolyse wird kein Kohlendioxid freigesetzt.

Oxidative Phosphorylierung

Krebs Zyklus: Der Krebszyklus ist mit der oxidativen Phosphorylierung verbunden.

Glykolyse: Die Glykolyse ist nicht mit der oxidativen Phosphorylierung verbunden.

Sauerstoff

Krebs Zyklus: Der Krebs-Zyklus verwendet Sauerstoff als terminales Oxidationsmittel.

Glykolyse: Die Glykolyse benötigt keinen Sauerstoff.

Abschluss

Krebszyklus und Glykolyse sind zwei Schritte der Zellatmung. Der Krebs-Zyklus tritt nur bei der aeroben Atmung auf. Glykolyse ist sowohl bei der aeroben als auch bei der anaeroben Atmung üblich. Der Krebs-Zyklus folgt der Glykolyse. Bei der Glykolyse werden aus einem Glucosemolekül zwei Pyruvatmoleküle hergestellt. Diese Pyruvatmoleküle werden während des Krebszyklus vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Der Hauptunterschied zwischen dem Krebs-Zyklus und der Glykolyse sind die Ausgangsmaterialien, der Mechanismus und die Endprodukte der einzelnen Schritte.

Referenz:

1. „Oxidative Decarboxylierung & Krebs-Zyklus.“ Metabolische Prozesse. Hersi, Google Sites, hier verfügbar. Aufgerufen am 17. August 2017.2.Bailey, Regina. „10 Schritte der Glykolyse.“ ThoughtCo, hier erhältlich. Aufgerufen am 17. August 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Zitronensäure-Zyklus noi“ Von Narayanese (Vortrag) – Modifizierte Version von Image:Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Glykolyse“ von WYassineMrabetTalk✉Diese Vektorgrafik wurde mit Inkscape erstellt. – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia