Les différence principale entre la glycolyse aérobie et anaérobie est que la glycolyse aérobie se produit en présence d'oxygène, tandis que la glycolyse anaérobie se produit en l'absence d'oxygène. De plus, la glycolyse aérobie conduit à une voie de production d'ATP significativement efficace, qui passe par le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative, tandis que la glycolyse anaérobie conduit à une voie de production d'ATP moins efficace, qui se déroule soit par fermentation à l'éthanol, soit par fermentation lactique.

En bref, la glycolyse aérobie et anaérobie sont deux voies initiales qui conduisent à des types complètement différents de voies de respiration cellulaire. Cependant, les deux types de glycolyse commencent à partir du glucose et se terminent par deux molécules de pyruvate. De plus, 2 molécules d'ATP et 2 molécules de NADH sont produites dans chaque type de glycolyse.

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Qu'est-ce que la glycolyse

La glycolyse est la première étape de la respiration cellulaire chez tous les organismes vivants. Généralement, il existe deux types de respiration cellulaire qui se produisent parmi les organismes vivants. Ce sont la respiration aérobie et anaérobie. La glycolyse se produit dans les deux types de respiration. Il se produit dans le cytosol et est responsable de la décomposition du glucose en deux molécules de pyruvate. Initialement, un groupe phosphate est ajouté à la molécule de glucose par l'enzyme hexokinase, produisant du glucose 6-phosphate. Ensuite, le glucose-6-phosphate subit une isomérisation, formant du fructose-6-phosphate. Après cela, le fructose 6-phosphate est converti en fructose 1, 6-bisphosphate, qui se divise ensuite en dihydroxyacétone et glycéraldéhyde par l'action de l'enzyme aldose.

Figure 1: Glycolyse

De plus, la dihydroxyacétone et le glycéraldéhyde sont facilement convertis en phosphate de dihydroxyacétone et en 3-phosphate de glycéraldéhyde, qui est ensuite oxydé en 1,3-bisphosphoglycérate. Ici, le groupe phosphate d'élimination est incorporé dans le NAD+, produisant du NADH par l'action de la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase. De plus, un groupe phosphate du 1,3-bisphosphoglycérate est transféré à l'ADP pour produire un ATP. Ensuite, cela produit une molécule de 3-phosphoglycérate dont le groupe phosphate est transféré dans la deuxième position carbonée de la même molécule pour former une molécule de 2-phosphoglycérate. En plus de cela, l'élimination d'une molécule d'eau du 2-phosphoglycérate produit le phosphoénolpyruvate (PEP). Enfin, le transfert du groupement phosphate du PEP vers une molécule d'ADP produit une molécule de pyruvate. Plus important encore, les réactions globales de la glycolyse produisent deux molécules de pyruvate, deux molécules de NADH, deux molécules d'ATP et deux molécules d'eau.

Qu'est-ce que la glycolyse aérobie

La glycolyse aérobie est le type de glycolyse se produisant en présence d'oxygène. Par conséquent, cela conduit à la respiration aérobie, qui est un type de respiration cellulaire qui se déroule en présence d'oxygène. Les deux étapes suivantes de la respiration aérobie sont le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative. Le pyruvate, qui est le produit final de la glycolyse, se transforme en matrice de mitochondries, formant de l'acétyl-CoA à partir du pyruvate en éliminant le dioxyde de carbone dans un processus appelé décarboxylation oxydative. Fondamentalement, l'acétyl-CoA entre dans le cycle de Krebs, qui oxyde complètement une seule molécule de pyruvate en 3 molécules de dioxyde de carbone avec un GTP, 3 NADH et 1 FADH₂ molécule. De plus, le NADH et le FADH₂ les molécules subissent une phosphorylation oxydative pour produire des ATP. Le rendement total d'ATP dans la respiration aérobie est de 30-32.

Figure 2: Respiration aérobie

Parfois, la glycolyse aérobie fait également référence à une condition appelée effet Warburg dans laquelle le glucose est converti en lactate en présence d'oxygène. Ici, lorsque l'oxygène est insuffisant ou lorsque les cellules subissent une glycolyse aérobie, le NADH réduit le pyruvate en lactate au lieu de le réoxyder dans les mitochondries par phosphorylation oxydative. Malheureusement, cela réduit le rendement total d'ATP dans la respiration aérobie. Cependant, la signification clinique de la glycolyse aérobie se produit dans les cellules souches cancéreuses d'une tumeur. Par conséquent, une glycolyse aérobie étendue a été révélatrice d'un cancer agressif.

Qu'est-ce que la glycolyse anaérobie

La glycolyse anaérobie est le type de glycolyse se produisant en l'absence d'oxygène. Ainsi, il conduit à la respiration anaérobie. Fondamentalement, il existe deux types de respiration anaérobie: la fermentation éthanolique et la fermentation lactique. La fermentation de l'éthanol se produit principalement dans la levure et la fermentation de l'acide lactique se produit chez les mammifères. De plus, chez les bactéries, le lactate est remplacé par différentes substances telles que le propionate. De plus, lors de la fermentation à l'éthanol, le pyruvate, qui est le produit final de la glycolyse, est transformé en acétaldéhyde par la pyruvate décarboxylase, libérant du dioxyde de carbone. Ensuite, l'action de l'alcool déshydrogénase convertit l'acétaldéhyde en éthanol. Cependant, en l'absence de quantités suffisantes d'oxygène dans les cellules musculaires, la fermentation lactique a lieu en réduisant le pyruvate en lactate.

Figure 3: Fermentation à l'éthanol

Similitudes entre la glycolyse aérobie et anaérobie

Différence entre la glycolyse aérobie et anaérobie

Définition

La glycolyse aérobie fait référence au type de glycolyse qui se produit en présence d'oxygène, tandis que la glycolyse anaérobie fait référence au type de glycolyse qui se produit en l'absence d'oxygène.

Occurrence

En général, la glycolyse aérobie se produit à l'intérieur des cellules eucaryotes, tandis que la glycolyse anaérobie se produit à la fois dans les cellules procaryotes et eucaryotes.

Mène à

Implication des mitochondries

La glycolyse aérobie se poursuit à l'intérieur des mitochondries, tandis que la glycolyse anaérobie se poursuit dans le cytosol.

Destin de Pyruvate

De plus, la glycolyse aérobie est responsable de l'oxydation du pyruvate en acétyl-CoA, tandis que la glycolyse anaérobie est responsable de la réduction du pyruvate soit en lactate dans la fermentation lactique, soit en acétaldéhyde dans la fermentation éthanolique.

Produits finaux

Les produits finaux de la glycolyse aérobie sont le dioxyde de carbone et l'eau, tandis que les produits finaux de la glycolyse anaérobie peuvent principalement être l'acide lactique ou l'éthanol.

Cofacteurs

Collectivement, la respiration aérobie produit 2 GTP, 6 NADH et 2 FADH₂, qui subissent une phosphorylation oxydative, tandis que la respiration anaérobie ne produit que 4 molécules de NADH, qui se régénèrent par phosphorylation au niveau du substrat.

Production d'ATP à partir de cofacteurs

Les cofacteurs de la respiration aérobie impliquent la production d'ATP, tandis que les cofacteurs de la respiration anaérobie n'impliquent pas la production d'ATP.

Production d'ATP

En outre, la glycolyse aérobie conduit à une voie de production d'ATP significativement efficace, qui produit 32 ATP par molécule de glucose, tandis que la glycolyse anaérobie conduit à une voie de production d'ATP moins efficace, qui produit 2 ATP par molécule de glucose.

Conclusion

La glycolyse aérobie est le type de glycolyse se produisant en présence d'oxygène. Par conséquent, cela conduit à la respiration aérobie, qui se produit dans les cellules eucaryotes. Par conséquent, la glycolyse aérobie conduit à une production significativement efficace d'ATP. En comparaison, la glycolyse anaérobie est le type de glycolyse qui se produit en l'absence d'oxygène. Ainsi, elle conduit soit à une fermentation lactique, soit à une fermentation éthanolique avec une très faible production d'ATP. Par conséquent, la principale différence entre la glycolyse aérobie et anaérobie réside dans leur besoin en oxygène et leur allocation pour produire des ATP.

Les références:

1. Naifeh J, Varacallo M. Biochimie, Glycolyse aérobie. [Mise à jour le 20 décembre 2018]. Dans: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2019 jan-. Disponible ici.2. « Glycolyse anaérobie ». Glycolyse anaérobie – un aperçu | Sujets ScienceDirect, disponibles ici.3. « Glycolyse anaérobie ». Wikipédia, Wikimedia Foundation, 28 novembre 2019, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "Glycolyse, y compris les étapes irréversibles" de Lkate2014 - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "CellRespiration" de RegisFrey - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 3. "Fermentation éthanolique" de David B. Carmack Jr. - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia