Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης

Η κύρια διαφορά μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης είναι ότι η αερόβια γλυκόλυση λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου, ενώ η αναερόβια γλυκόλυση λαμβάνει χώρα απουσία οξυγόνου. Επιπλέον, η αερόβια γλυκόλυση οδηγεί σε μια σημαντικά αποτελεσματική οδό παραγωγής ATP, η οποία προχωρά μέσω του κύκλου Krebs και της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, ενώ η αναερόβια γλυκόλυση οδηγεί σε μια λιγότερο αποτελεσματική οδό παραγωγής ATP, η οποία προχωρά είτε μέσω ζύμωσης αιθανόλης είτε μέσω ζύμωσης γαλακτικού οξέος.

Συνοπτικά, η αερόβια και η αναερόβια γλυκόλυση είναι δύο αρχικές οδοί που οδηγούν σε εντελώς διαφορετικούς τύπους οδών κυτταρικής αναπνοής. Ωστόσο, και οι δύο τύποι γλυκόλυσης ξεκινούν από τη γλυκόζη και καταλήγουν σε δύο μόρια πυροσταφυλικού. Επίσης, σε κάθε τύπο γλυκόλυσης παράγονται 2 μόρια ATP και 2 μόρια NADH.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η γλυκόλυση
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
2. Τι είναι η αερόβια γλυκόλυση
     – Ορισμός, Σημασία
3. Τι είναι η Αναερόβια Γλυκόλυση
     – Ορισμός, Σημασία
4. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
5. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Αερόβια γλυκόλυση, αερόβια αναπνοή, αναερόβια γλυκόλυση, αναερόβια αναπνοή, γλυκόλυση

Τι είναι η γλυκόλυση 

Η γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα της κυτταρικής αναπνοής σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι κυτταρικής αναπνοής που συμβαίνουν μεταξύ των ζωντανών οργανισμών. Είναι αερόβια και αναερόβια αναπνοή. Η γλυκόλυση συμβαίνει και στους δύο τύπους αναπνοής. Εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα και είναι υπεύθυνο για τη διάσπαση της γλυκόζης σε δύο μόρια πυροσταφυλικού. Αρχικά, μια φωσφορική ομάδα προστίθεται στο μόριο γλυκόζης από το ένζυμο εξοκινάση, παράγοντας 6-φωσφορική γλυκόζη. Στη συνέχεια, η 6-φωσφορική γλυκόζη υφίσταται ισομερισμό, σχηματίζοντας 6-φωσφορική φρουκτόζη. Μετά από αυτό, η 6-φωσφορική φρουκτόζη μετατρέπεται σε φρουκτόζη 1, 6-διφωσφορική, η οποία περαιτέρω διασπάται σε διυδροξυακετόνη και γλυκεραλδεΰδη με τη δράση του ενζύμου αλδόζη.

Εικόνα 1:Γλυκόλυση

Επιπλέον, τόσο η διυδροξυακετόνη όσο και η γλυκεραλδεΰδη μετατρέπονται εύκολα σε φωσφορική διυδροξυακετόνη και 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη, η οποία στη συνέχεια οξειδώνεται σε 1, 3-διφωσφογλυκερικό. Εδώ, η απομακρυνόμενη φωσφορική ομάδα ενσωματώνεται στο NAD+, παράγοντας NADH με τη δράση της αφυδρογονάσης της 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης. Επίσης, μία φωσφορική ομάδα από το 1, 3-διφωσφογλυκερικό μεταφέρεται στο ADP για να παραχθεί ένα ΑΤΡ. Στη συνέχεια, αυτό παράγει ένα μόριο 3-φωσφογλυκερικού του οποίου η φωσφορική ομάδα μεταφέρεται στη δεύτερη θέση άνθρακα του ίδιου μορίου για να σχηματιστεί ένα μόριο 2-φωσφογλυκερικού. Επιπλέον, η απομάκρυνση ενός μορίου νερού από το 2-φωσφογλυκερικό παράγει την πυροσταφυλική φωσφοενόλη (PEP). Τέλος, η μεταφορά της φωσφορικής ομάδας του PEP σε ένα μόριο ADP παράγει ένα μόριο πυροσταφυλικού. Το πιο σημαντικό, οι συνολικές αντιδράσεις της γλυκόλυσης παράγουν δύο μόρια πυροσταφυλικού, δύο μόρια NADH, δύο μόρια ATP και δύο μόρια νερού.

Τι είναι η αερόβια γλυκόλυση 

Η αερόβια γλυκόλυση είναι ο τύπος γλυκόλυσης που λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου. Ως εκ τούτου, οδηγεί σε αερόβια αναπνοή, η οποία είναι ένας τύπος κυτταρικής αναπνοής που λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου. Τα δύο επόμενα βήματα της αερόβιας αναπνοής είναι ο κύκλος Krebs και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Το πυροσταφυλικό, το οποίο είναι το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης, μετασχηματίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων, σχηματίζοντας ακετυλο-CoA από το πυροσταφυλικό άλας εξαλείφοντας το διοξείδιο του άνθρακα σε μια διαδικασία που ονομάζεται οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση. Βασικά, το ακετυλο-CoA εισέρχεται στον κύκλο του Krebs, ο οποίος οξειδώνει πλήρως ένα μόνο μόριο πυροσταφυλικού σε 3 μόρια διοξειδίου του άνθρακα μαζί με ένα GTP, 3 NADH και 1 FADH₂ μόριο. Επιπλέον, NADH και FADH₂ Τα μόρια υφίστανται οξειδωτική φωσφορυλίωση για την παραγωγή ΑΤΡ. Η συνολική απόδοση του ATP στην αερόβια αναπνοή είναι 30-32.

Εικόνα 2:Αερόβια αναπνοή

Μερικές φορές, η αερόβια γλυκόλυση αναφέρεται επίσης σε μια κατάσταση που ονομάζεται φαινόμενο Warburg κατά την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται σε γαλακτικό παρουσία οξυγόνου. Εδώ, όταν το οξυγόνο είναι σε έλλειψη ή όταν τα κύτταρα υποβάλλονται σε αερόβια γλυκόλυση, το NADH μειώνει το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό αντί να επαναοξειδωθεί στα μιτοχόνδρια με οξειδωτική φωσφορυλίωση. Δυστυχώς, αυτό μειώνει τη συνολική απόδοση του ATP στην αερόβια αναπνοή. Ωστόσο, η κλινική σημασία της αερόβιας γλυκόλυσης εμφανίζεται στα καρκινικά βλαστοκύτταρα σε έναν όγκο. Ως εκ τούτου, η εκτεταμένη αερόβια γλυκόλυση είναι ενδεικτική του επιθετικού καρκίνου.

Τι είναι η Αναερόβια Γλυκόλυση 

Η αναερόβια γλυκόλυση είναι ο τύπος γλυκόλυσης που λαμβάνει χώρα απουσία οξυγόνου. Έτσι, οδηγεί σε αναερόβια αναπνοή. Βασικά, υπάρχουν δύο τύποι αναερόβιας αναπνοής:η ζύμωση με αιθανόλη και η ζύμωση γαλακτικού οξέος. Η ζύμωση αιθανόλης συμβαίνει κυρίως στη ζύμη και η ζύμωση με γαλακτικό οξύ στα θηλαστικά. Επιπλέον, στα βακτήρια, το γαλακτικό αντικαθίσταται από διάφορες ουσίες όπως το προπιονικό. Επιπλέον, στη ζύμωση με αιθανόλη, το πυροσταφυλικό, το οποίο είναι το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης, μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη από την πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα. Στη συνέχεια, η δράση της αλκοολικής αφυδρογονάσης μετατρέπει την ακεταλδεΰδη σε αιθανόλη. Ωστόσο, ελλείψει επαρκών ποσοτήτων οξυγόνου στα μυϊκά κύτταρα, η ζύμωση του γαλακτικού οξέος λαμβάνει χώρα με αναγωγή του πυροσταφυλικού σε γαλακτικό.

Εικόνα 3:Ζύμωση με αιθανόλη

Επιπλέον, υπάρχει ένας άλλος τύπος αναερόβιας αναπνοής, που εμφανίζεται σε προκαρυώτες και ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι θειικό ή νιτρικό άλας στο τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Επίσης, στα μεθανογόνα, ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο,  το κύριο χαρακτηριστικό της αναερόβιας αναπνοής, καθώς και της ζύμωσης, είναι η λιγότερο αποτελεσματική παραγωγή ATP. Γενικά, η συνολική παραγωγή ΑΤΡ είναι 2 στον τύπο των κυτταρικών αναπνοών που προέρχονται από αναερόβια γλυκόλυση. Ουσιαστικά, αυτά τα 2 μόρια ATP προέρχονται από τη γλυκόλυση.

Similarities Between Aerobic and Anaerobic Glycolysis">Similarities Between Aerobic and Anaerobic Glycolysis  

• Η αερόβια και η αναερόβια γλυκόλυση είναι οι δύο τύποι των γλυκολυτικών οδών που βρίσκονται σε διαφορετικές οδούς κυτταρικής αναπνοής.
• Ειδικά,  και τα δύο είναι τα αρχικά βήματα του κάθε τύπο κυτταρικής αναπνοής.
• Εμφανίζονται στο κυτταρόπλασμα.
• Συνήθως,  ξεκινούν με γλυκόζη και μετατρέπονται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού ενώ παράγει 2 μόρια ATP και 2 NADH.

Διαφορά μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης 

Ορισμός 

Η αερόβια γλυκόλυση αναφέρεται στον τύπο της γλυκόλυσης που λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου, ενώ η αναερόβια γλυκόλυση αναφέρεται στον τύπο της γλυκόλυσης που λαμβάνει χώρα απουσία οξυγόνου.

Εμφάνιση 

Γενικά, η αερόβια γλυκόλυση λαμβάνει χώρα μέσα στα ευκαρυωτικά κύτταρα ενώ η αναερόβια γλυκόλυση λαμβάνει χώρα τόσο σε προκαρυωτικά όσο και σε ευκαρυωτικά κύτταρα.

Οδηγεί σε 

Επιπλέον, η αερόβια γλυκόλυση προχωρά μέσω του κύκλου Krebs και της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, ενώ η αναερόβια γλυκόλυση προχωρά είτε μέσω ζύμωσης αιθανόλης είτε μέσω ζύμωσης γαλακτικού οξέος.

Εμπλοκή μιτοχονδρίων 

Η αερόβια γλυκόλυση προχωρά περαιτέρω μέσα στα μιτοχόνδρια ενώ η αναερόβια γλυκόλυση προχωρά περαιτέρω στο κυτταρόλυμα.

Τύχη του πυροσταφυλικού 

Επιπλέον, η αερόβια γλυκόλυση είναι υπεύθυνη για την οξείδωση του πυροσταφυλικού σε ακετυλο-CoA ενώ η αναερόβια γλυκόλυση είναι υπεύθυνη για τη μείωση του πυροσταφυλικού είτε σε γαλακτικό στη ζύμωση γαλακτικού οξέος είτε σε ακεταλδεΰδη στη ζύμωση αιθανόλης.

Τελικά προϊόντα 

Τα τελικά προϊόντα της αερόβιας γλυκόλυσης είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, ενώ τα τελικά προϊόντα της αναερόβιας γλυκόλυσης μπορεί να είναι κυρίως γαλακτικό οξύ ή αιθανόλη.

Συμπαράγοντες 

Συλλογικά, η αερόβια αναπνοή παράγει 2 GTP, 6 NADH και 2 FADH₂ , τα οποία υφίστανται οξειδωτική φωσφορυλίωση, ενώ η αναερόβια αναπνοή παράγει μόνο 4 μόρια NADH, τα οποία αναγεννώνται μέσω φωσφορυλίωσης σε επίπεδο υποστρώματος.

Παραγωγή ATP από την Cofactors 

Οι συμπαράγοντες στην αερόβια αναπνοή περιλαμβάνουν την παραγωγή ATP ενώ οι συμπαράγοντες στην αναερόβια αναπνοή δεν περιλαμβάνουν την παραγωγή ATP.

Παραγωγή ATP 

Επιπλέον, η αερόβια γλυκόλυση οδηγεί σε μια σημαντικά αποτελεσματική οδό παραγωγής ATP, η οποία παράγει 32 ATP ανά μόριο γλυκόζης, ενώ η αναερόβια γλυκόλυση οδηγεί σε μια λιγότερο αποτελεσματική οδό παραγωγής ATP, η οποία παράγει 2 ATP ανά μόριο γλυκόζης.

Συμπέρασμα 

Η αερόβια γλυκόλυση είναι ο τύπος γλυκόλυσης που λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου. Ως εκ τούτου, οδηγεί σε αερόβια αναπνοή, η οποία εμφανίζεται στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Ως εκ τούτου, η αερόβια γλυκόλυση οδηγεί σε σημαντικά αποτελεσματική παραγωγή ΑΤΡ. Συγκριτικά, η αναερόβια γλυκόλυση είναι ο τύπος της γλυκόλυσης, που συμβαίνει απουσία οξυγόνου. Έτσι, οδηγεί είτε σε ζύμωση γαλακτικού οξέος είτε σε ζύμωση αιθανόλης με πολύ χαμηλή παραγωγή ATP. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας γλυκόλυσης είναι η απαίτησή τους σε οξυγόνο και το επίδομα για την παραγωγή ΑΤΡ.