Différence clé - Glycolyse vs TCA Cycle
La respiration est un processus qui occupe une série de réactions qui sont couplées par des réactions d'oxydation et de réduction et de transfert d'électrons. À la fin de la respiration, les organismes produisent de l'énergie à utiliser pour leurs processus métaboliques. Cette énergie est produite sous forme d'ATP (monnaie énergétique des cellules). Pendant la respiration aérobie, les molécules d'oxygène agissent comme accepteurs d'électrons finaux et sont réduites pour produire de l'eau. Cela crée un gradient électrochimique qui entraîne la synthèse d'ATP. La respiration aérobie se compose de trois phases principales, où les molécules de carbone sont réarrangées par une série de réactions catalysées par des enzymes pour produire de l'ATP. La première phase, commune aux aérobies et aux anaérobies, est la voie glycolytique où le substrat de sucre, principalement le glucose, est catabolisé en deux molécules de pyruvate. Cette conversion produit deux molécules d'ATP et deux molécules de NADH. La deuxième phase est le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA), qui est la plaque tournante centrale où les intermédiaires de toutes les voies métaboliques se rejoignent pour contribuer à la production d'énergie en produisant NADH, FADH2 et deux molécules de CO2via des réactions d'oxydo-réduction. Le cycle TCA ne se déroule que chez les aérobies. Dans ces deux processus, la phosphorylation au niveau du substrat a lieu pour produire de l'énergie. le différence clé entre la glycolyse et le cycle TCA est que la glycolyse se produit dans le cytoplasme tandis que le cycle TCA se produit dans les mitochondries.
Qu'est-ce que la glycolyse ?
La glycolyse ou la voie Embden-Meyerhof est la première étape de la production d'énergie et se déroule dans le cytosol des aérobies et des anaérobies. Il s'agit d'une procédure de réaction catalysée par une enzyme comprenant dix étapes de réaction. Dans la glycolyse, les molécules de sucre sont phosphorylées et piégées dans la cellule pour se cataboliser en deux molécules de pyruvate (composé à trois carbones) qui sont les produits finaux de la glycolyse.
Étapes de glycolyse
Il comporte trois étapes principales comme suit:
Étape préparatoire
À ce stade, les résidus de sucre qui contiennent six atomes de carbone sont phosphorylés et piégés dans la cellule. La phase préparatoire est une phase nécessitant de l'énergie où deux molécules d'ATP sont utilisées.
Étape de clivage
Au cours de cette phase, la molécule à 6 carbones est clivée en deux résidus phosphorylés à 3 carbones.
Pay off Stage
C'est la dernière étape de la glycolyse où l'ATP et le NADH sont synthétisés. Pour chaque substrat de sucre à 6 carbones, 4 molécules d'ATP, 2 molécules de NADH et 2 molécules de pyruvate sont produites; c'est donc la phase de production d'énergie de la glycolyse.
Figure 01: Glycolyse
Réaction globale de la glycolyse
Glucose + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Production nette d'ATP=2ATP
Qu'est-ce que le cycle TCA ?
Le cycle
TCA, également appelé cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs, se déroule dans la matrice des mitochondries. C'est une partie de la respiration aérobie; par conséquent, il n'a lieu que chez les aérobies. Le cycle TCA est une voie cyclique catalysée par une enzyme où un substrat à 4 carbones (acide oxaloacétique) accepte l'acétyl-CoA à 2 carbones pour donner une molécule à 6 carbones (citrate). Le citrate subit une voie métabolique cyclique pour produire deux molécules de dioxyde de carbone, deux molécules de NADH, une molécule FADH2et une molécule GTP. La fonction principale du cycle TCA est de récolter des électrons à haute énergie à partir de combustibles carbonés. Ces électrons de haute énergie sont ensuite transférés à la chaîne de transport d'électrons, qui est l'étape finale de la respiration aérobie pour la synthèse de l'ATP. Le cycle TCA agit également comme la voie commune finale pour l'oxydation des glucides, des acides aminés, des acides gras et des nucléotides. Les glucides et les acides gras entrent dans le cycle du TCA sous forme d'acétyl coenzyme A, tandis que les acides aminés entrent dans le cycle du TCA sous forme d'α - cétoglutarate et les nucléotides sous forme de fumarate.
Figure 02: Cycle TCA
Réaction globale du cycle TCA
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Quelles sont les similitudes entre la glycolyse et le cycle TCA ?
- Le cycle de la glycolyse et du TCA comprend une série de réactions catalysées par des enzymes.
- Dans les deux processus, la phosphorylation au niveau du substrat a lieu.
- Les deux processus produisent NADH, H2O comme produits.
- Les deux processus sont régulés par le contrôle hormonal, la régulation allostérique et l'inhibition du produit final (mécanismes de rétroaction).
Quelle est la différence entre la glycolyse et le cycle TCA ?
Glycolyse vs TCA Cycle |
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| La glycolyse est le processus par lequel 6 molécules de sucre carboné (monosaccharide) sont catabolisées en molécules de pyruvate à 3 carbones par des réactions catalysées par des enzymes. | Le cycle TCA est le processus par lequel l'énergie stockée dans les molécules de carbone est récoltée pour produire des composés riches en électrons pour la chaîne de transport d'électrons afin de synthétiser l'ATP via la phosphorylation oxydative. |
| Site de réaction | |
| La glycolyse se produit dans le cytosol. | Le cycle TCA se produit dans la matrice des mitochondries. |
| Besoin d'oxygène | |
| La glycolyse peut se produire dans des conditions aérobies et anaérobies. | Le cycle TCA est strictement aérobie. |
| Composé de départ | |
| Le monosaccharide à six carbones (glucose) est le substrat de départ de la glycolyse. | L'oxaloacétate à quatre carbones est le substrat de départ du cycle TCA. |
| Produits finaux | |
| Deux molécules de pyruvate, deux molécules d'ATP et deux molécules de NADH sont les produits finaux de la glycolyse. | Deux CO2, un GTP, trois NADH et un FADH2 sont les produits finaux du cycle TCA. |
| Séquence de réactions | |
| Les réactions glycolytiques se produisent comme une séquence linéaire. | Le cycle TCA se produit via une séquence cyclique. |
| Implication du CO2 | |
| CO2 n'est pas nécessaire ou produit pendant la glycolyse. | CO2 est produit pour chaque molécule d'acétyl co A du cycle TCA. |
| Consommation d'ATP | |
| 2 Les molécules d'ATP sont consommées par la voie glycolytique. | Les molécules d'ATP ne sont pas utilisées dans le cycle TCA. |
Résumé - Glycolyse vs TCA Cycle
La glycolyse et le cycle du TCA sont deux voies métaboliques vitales impliquées dans la production d'énergie via des intermédiaires carbonés dérivés des macromolécules glucides, protéines, lipides et acides nucléiques. Les deux processus sont à médiation enzymatique et sont soumis à une régulation constante basée sur les besoins énergétiques de la cellule / de l'organisme et les taux de ces processus diffèrent dans diverses conditions telles que l'état de jeûne, l'état bien nourri, l'état de famine et l'état d'exercice. Il est important d'étudier la régulation de la voie glycolytique et du cycle TCA afin de dériver des relations biochimiques pour traiter les déséquilibres métaboliques dans le corps. La glycolyse est le processus d'initiative de la respiration et le cycle TCA est la deuxième phase majeure de la respiration aérobie qui se connecte avec l'étape finale de la respiration (chaîne de transport d'électrons). La glycolyse se produit dans le cytoplasme et produit des pyruvates; ces pyruvates pénètrent dans les mitochondries et contribuent au cycle du TCA. La glycolyse peut se produire sous des organismes aérobies et anaérobies. Cependant, le cycle TCA ne se produit que dans les organismes aérobies car il a besoin de conditions aérobies. C'est la différence entre la glycolyse et le cycle TCA.
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