Ključna razlika med ciklom glioksilata in TCA je v tem, da je cikel glioksilata anabolična pot, pri kateri se glukoza proizvaja iz maščobnih kislin, medtem ko je cikel TCA katabolična pot, ki proizvaja precejšnjo količino energije v celice.
Vsi živi organizmi potrebujejo energijo za vzdrževanje osnovnih funkcij telesa. Ljudje in živali imajo zapletene presnovne poti, saj so potrebe po energiji visoke. Toda drugi organizmi potrebujejo omejene količine energije. Cikel TCA je druga stopnja celičnega dihanja, ki ga uporabljajo aerobni organizmi za proizvodnjo energije. Glioksilatni cikel je različica cikla TCA, ki je prisoten v rastlinah, bakterijah, glivah in protistih.
Kaj je cikel glioksilata?
Glioksilni cikel je anabolična pot, ki se pojavlja v rastlinah, bakterijah, glivah in protistih. Ta cikel v glavnem temelji na pretvorbi acetil Co-A v sukcinat med sintezo ogljikovih hidratov. Glavna vloga glioksilatnega cikla je pretvorba maščobnih kislin v ogljikove hidrate. Glioksilatni cikel omogoča celicam uporabo dveh ogljikovih spojin, kot je acetat, za izpolnjevanje celičnih potreb v odsotnosti sladkorjev, kot sta glukoza in fruktoza. Glioksilatni cikel pri živalih običajno ni; vendar pa poteka v zgodnjih fazah embriogeneze pri ogorčicah.
Slika 01: Glioksilatni cikel
Cikel deluje s pomočjo petih encimov: citrat sintaze, akonitaze, sukcinat dehidrogenaze, fumaraze in malat dehidrogenaze. V rastlinah se glioksilatni cikel odvija v glioksisomih. Semena med kalitvijo uporabljajo lipide kot vir energije. Poleg lipidov rastline uporabljajo tudi acetat kot ogljik in vir energije. Ta cikel je koristen tudi za spodbujanje obrambnih mehanizmov rastlin proti patogenom, kot so glive. Glioksilatni cikel opravlja drugačno funkcijo pri glivah in bakterijah. Cikel poteka predvsem v patogenih mikrobih. Ravni glavnih encimov glioksilatnega cikla se povečajo ob stiku s človekom gostiteljem. Zato ima glioksilatni cikel pomembno vlogo pri patogenezi pri mikrobih. Zaradi vloge glioksilatnega cikla pri patogenih glivah in bakterijah so encimi tarče za zdravljenje bolezni.
Kaj je cikel TCA?
Cikel TCA, znan tudi kot cikel citronske kisline in Krebov cikel, je niz encimskih reakcij, ki se pojavljajo v aerobnih organizmih. TCA cikel sprosti shranjeno energijo skozi proces oksidacije acetil Co-A, ki izhaja iz ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Ime tega cikla izhaja iz citronske kisline, ki je prav tako trikarboksilna kislina, ki se porabi in regenerira skozi zaporedje reakcij, da se zaključi cikel. TCA cikel porabi acetat in vodo, acetat pa se porabi v obliki acetil Co-A. Poleg tega na koncu sprosti ogljikov dioksid.
Slika 02: Cikel TCA
Ta cikel izvaja osem encimov: citrat sintaza, akonitaza, izocitrat dehidrogenaza, alfa-ketoglutarat dehidrogenaza, sukcinil-CoA sintetaza, sukcinat dehidrogenaza, fumaraza in malat dehidrogenaza. Ta cikel poteka v živalih, rastlinah, glivah in bakterijah. Pri evkariontih poteka v matriksu mitohondrijev, pri prokariontih pa v citosolu. Ogljikov dioksid se sprošča v ciklu TCA kot stranski produkt. Molekula glukoze se pred dovajanjem v cikel pretvori v acetil Co-A. Končni produkti in intermediati cikla TCA se porabijo pri presnovi lipidov, aminokislin, beljakovin in glukoze.
Kakšne so podobnosti med ciklom glioksilata in TCA?
- V obeh ciklih se uporablja pet običajnih encimov, citrat sintaza, akonitaza, sukcinat dehidrogenaza, fumaraza in malat dehidrogenaza.
- Oba cikla se združita z acetil Co-A, da nastane malat, ki ga katalizira malat sintaza.
- Acetat se pretvori v acetil CoA v obeh ciklih.
- Oba cikla sta zaprti zanki, kjer zadnji del poti regenerira spojino, uporabljeno v prvem koraku.
Kakšna je razlika med ciklom glioksilata in TCA?
Ključna razlika med ciklom glioksilata in TCA je, da je cikel glioksilata anabolična pot, medtem ko je cikel TCA katabolična pot. V glioksilatnem ciklu se izocitrat pretvori v sukcinat in glioksilat z encimom izocitrat liaza namesto alfa-ketoglutarata v TCA ciklu.
Spodnja infografika predstavlja razlike med ciklom glioksilata in TCA v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Glyoxylate vs TCA Cycle
Potrebe različnih organizmov po energiji se razlikujejo glede na kompleksnost telesa. Cikel TCA je druga stopnja celičnega dihanja, ki je podvržena vrsti encimskih reakcij pri proizvodnji energije. Glioksilatni cikel je posebna različica cikla TCA. To izkorišča dve ogljikovi spojini v odsotnosti glukoze. To najdemo samo v rastlinah, bakterijah, glivah in protistih. TCA cikel je sestavljen iz petih encimskih reakcijskih korakov, glioksilatni cikel pa je sestavljen iz osmih encimskih reakcijskih korakov. Oba cikla se združita z acetil Co-A, da proizvedeta malat, ki ga katalizira malat sintaza. Torej, to je povzetek razlike med ciklom glioksilata in TCA.
