Come altri esseri viventi, le cellule devono svolgere il metabolismo per produrre energia, una delle quali è attraverso la respirazione. La respirazione cellulare può essere aerobica, nel senso che comporta la completa degradazione del substrato in presenza di ossigeno. La respirazione aerobica avviene nei mitocondri della cellula e produce più energia. Una delle fasi della respirazione aerobica è il ciclo di krebs. Il ciclo di krebs è stato scoperto da un medico e biochimico tedesco, Hans Adolf Krebs.
Il ciclo di Krebs è una serie di reazioni chimiche che si verificano nelle cellule viventi per produrre energia dall'acetil co-A, che è un cambiamento dall'acido piruvico derivante dalla glicolisi. Le fasi della respirazione aerobica iniziano dalla glicolisi, dalla decarbossilazione ossidativa, dal ciclo di krebs e dal trasferimento di elettroni.
In questo articolo, discuteremo il processo che si svolge nel ciclo di krebs.
La maggior parte dell'energia necessaria agli esseri viventi proviene dal catabolismo o dalla degradazione del glucosio che si verifica nelle cellule. All'inizio, il glucosio subirà un processo di glicolisi che lo convertirà in acido piruvico. Se non c'è ossigeno, l'acido piruvico verrà processato attraverso la respirazione anaerobica per diventare acido lattico o alcol. Ma se c'è ossigeno, l'acido piruvico verrà trasformato attraverso la respirazione aerobica per essere trasformato in energia, acqua e anidride carbonica.
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Nel ciclo di krebs, ci sono due fasi importanti, vale a dire la decarbossilazione ossidativa e il ciclo di krebs . La decarbossilazione ossidativa si riferisce alla fase nella conversione dell'acido piruvico in acetil co-A. Inoltre, l'acetil co-A verrà portato nella matrice mitocondriale per subire il ciclo di krebs.
Decarbossilazione ossidativa
Nella fase di decarbossilazione ossidativa, l'acido piruvico della glicolisi verrà convertito in acetil co-A. Questa fase viene eseguita attraverso diverse reazioni catalizzate da un complesso enzimatico chiamato piruvato deidrogenasi. Questo enzima si trova nei mitocondri delle cellule eucariotiche e nel citoplasma delle cellule procariotiche.
La decarbossilazione ossidativa inizia con il rilascio del gruppo carbossilico (-COO) dall'acido piruvico per diventare CO 2 . Quindi, i restanti due atomi di acido piruvico sotto forma di CH 3 COO trasferiranno gli elettroni in eccesso per diventare la molecola NAD + per formare NADH. La molecola dei due atomi di carbonio si trasformerà in acetato. Infine, il coenzima-A o co-A sarà legato all'acetato per formare acetil coenzima-A o acetil co-A.
Ciclo di Krebs
La molecola di acetil co-A entra quindi nel ciclo di krebs per produrre ATP, NADH, FADH 2 e CO 2 . Le fasi di questo processo formeranno un cerchio in modo che venga chiamato ciclo.
Questo ciclo inizia con acetil co-A che si lega all'ossalacetato per formare citrato. Questa reazione è catalizzata dall'enzima citrato sintasi. Quindi, il citrato sarà convertito in isocytrate dall'enzima akonitase. L'isocitrato viene trasformato in alfa-chetoglutarato dall'enzima isositrato deidrogenasi. Questa reazione rilascia CO 2 e produce NADH.
Inoltre, l'alfa-chetoglutarato o a-chetoglutarato viene convertito in succinil co-A dall'enzima alfa chetoglutarato deidrogenasi. Questa reazione rilascia anche CO 2 e produce NADH. Il succinil co-A viene quindi trasformato in succinato dall'enzima succinil co-A sintetasi. Questo processo genera GTP che può quindi essere convertito in ATP.
Successivamente, il succinato del processo precedente viene convertito in fumarato dall'enzima succinato deidrogenasi e produce FADH 2 . Il fumarato verrà convertito in malato dall'enzima fumarasi. Il malato viene quindi trasformato in ossalacetato dall'enzima malato deidrogenasi. Questo processo produce NADH.
Una molecola di acetil co-A processata nel ciclo di krebs può produrre 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH 2 e 2 CO 2 . Poiché una molecola di glucosio può essere scomposta in due acetil co-A, una molecola di glucosio può produrre 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH 2 e 4 CO 2 attraverso il ciclo di krebs. Le molecole NADH e FADH 2 entreranno successivamente nel processo di trasferimento di elettroni per produrre ATP.
