La fel ca alte ființe vii, celulele trebuie să efectueze metabolismul pentru a produce energie, dintre care una este prin respirație. Respirația celulară poate fi aerobă, ceea ce înseamnă că implică descompunerea completă a substratului în prezența oxigenului. Respirația aerobă are loc în mitocondriile celulelor și produce mai multă energie. Una dintre etapele respirației aerobe este ciclul krebs. Ciclul krebs a fost descoperit de un medic și biochimist german, Hans Adolf Krebs.
Ciclul Krebs este o serie de reacții chimice care apar în celulele vii pentru a produce energie din acetil co-A, care este o schimbare de la acidul piruvic rezultat din glicoliză. Etapele respirației aerobe încep de la glicoliză, decarboxilare oxidativă, ciclul krebs și transferul de electroni.
În acest articol, vom discuta despre procesul care are loc în ciclul krebs.
Cea mai mare parte a energiei necesare ființelor vii provine din catabolism sau defalcarea glucozei care are loc în celule. La început, glucoza va fi supusă unui proces de glicoliză care o va transforma în acid piruvic. Dacă nu există oxigen, acidul piruvic va fi procesat prin respirație anaerobă pentru a deveni acid lactic sau alcool. Dar dacă există oxigen, acidul piruvic va fi procesat prin respirație aerobă pentru a fi transformat în energie, apă și dioxid de carbon.
(Citiți și: Factori care afectează evoluția)
În ciclul krebs, există două etape importante, și anume decarboxilarea oxidativă și ciclul krebs. Decarboxilarea oxidativă se referă la etapa de conversie a acidului piruvic în acetil co-A. Mai mult, acetil co-A va fi adus la matricea mitocondrială pentru a fi supus ciclului krebs.
Decarboxilarea oxidativă
În etapa de decarboxilare oxidativă, acidul piruvic din glicoliză este transformat în acetil co-A. Această etapă este realizată prin mai multe reacții care sunt catalizate de un complex enzimatic numit piruvat dehidrogenază. Această enzimă se găsește în mitocondriile celulelor eucariote și în citoplasma celulelor procariote.
Decarboxilarea oxidativă începe cu eliberarea grupului carboxilic (-COO) din acidul piruvic pentru a deveni CO2. Apoi, ceilalți doi atomi de acid piruvic sunt sub forma CH3COO– va transfera excesul de electroni pentru a forma molecule NAD + pentru a forma NADH. Cei doi atomi de carbon se vor transforma în acetat. În cele din urmă, coenzima-A sau co-A va fi atașată la acetat pentru a forma acetil coenzima-A sau acetil co-A.
Ciclul Krebs
Molecula de acetil co-A intră apoi în ciclul krebs pentru a produce ATP, NADH, FADH2și CO2. Etapele acestui proces vor forma un cerc, astfel încât să fie numit ciclu.
Acest ciclu începe cu acetil co-A se leagă de oxaloacetat pentru a forma citrat. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintază. Apoi, citratul va fi transformat în izocirat de enzima akonitază. Izocitratul este procesat în alfa-cetoglutarat de enzima izositrat dehidrogenază. Această reacție eliberează CO2 și produc NADH.
Mai mult, alfa-cetoglutaratul sau a-cetoglutaratul este transformat în succinil co-A de enzima alfa ketoglutarat dehidrogenază. Această reacție eliberează și CO2 și produc NADH. Sucinil co-A este apoi procesat în succinat de enzima succinil co-A sintetază. Acest proces generează GTP care poate fi apoi convertit în ATP.
După aceea, succinatul din procesul anterior este transformat în fumarat de enzima succinat dehidrogenază și produce FADH.2. Fumaratul va fi transformat în malat de enzima fumarază. Malatul este apoi prelucrat în oxaloacetat de enzima malat dehidrogenază. Acest proces produce NADH.
O moleculă de acetil co-A procesată în ciclul krebs poate produce 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2și 2 CO2. Deoarece o moleculă de glucoză poate fi descompusă în două acetil co-A, o moleculă de glucoză poate produce 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2și 4 CO2 prin ciclul krebs. Molecule NADH și FADH2 va intra apoi în procesul de transfer al electronilor pentru a produce ATP.
