Ποια μόρια εισέρχονται και αφήνουν τον κύκλο Krebs;

ο Κύκλος Krebs, επίσης γνωστός ως κύκλος κιτρικού οξέος ή κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA), λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια των ευκαρυωτικών οργανισμών. Είναι η πρώτη από τις δύο επίσημες διαδικασίες που σχετίζονται με αερόβια αναπνοή. Το δεύτερο είναι το αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETC) αντιδράσεις.

Πριν από τον κύκλο Krebs προηγείται γλυκόλυση, που είναι η διάσπαση της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό, με μικρή ποσότητα ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη, η «ενεργειακό νόμισμα» των κυττάρων) και NADH (η μειωμένη μορφή του νικοτινατιδίου νικοτιναμίδης αδενίνης) που παράγονται στο επεξεργάζομαι, διαδικασία. Η γλυκόλυση και οι δύο αερόβιες διαδικασίες που την ακολουθούν αντιπροσωπεύουν πλήρη κυτταρική αναπνοή.

Αν και τελικά στοχεύει στη δημιουργία ATP, ο κύκλος Krebs είναι ένας έμμεσος, αν και ζωτικός, συνεισφέρων στην τελική υψηλή απόδοση ATP της αερόβιας αναπνοής.

Το αρχικό μόριο για τη γλυκόλυση είναι το σάκχαρο έξι-άνθρακα γλυκόζη, το οποίο είναι το παγκόσμιο θρεπτικό μόριο στη φύση. Αφού η γλυκόζη εισέλθει σε ένα κύτταρο, φωσφορυλιώνεται (δηλαδή, συνδέεται με μια φωσφορική ομάδα), αναδιατάσσεται, φωσφορυλιώθηκε για δεύτερη φορά και χωρίστηκε σε ένα ζευγάρι μορίων τριών άνθρακα, το καθένα με τη δική του φωσφορική ομάδα συνημμένο.

Κάθε μέλος αυτού του ζεύγους πανομοιότυπων μορίων υφίσταται άλλη φωσφορυλίωση. Αυτό το μόριο αναδιατάσσεται για να σχηματίσει πυροσταφυλικό σε μια σειρά βημάτων που παράγουν ένα NADH ανά μόριο, οι τέσσερις φωσφορικές ομάδες (δύο από κάθε μόριο) χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τεσσάρων ΑΤΡ. Αλλά επειδή το πρώτο μέρος της γλυκόλυσης απαιτεί είσοδο δύο ATP, Το καθαρό αποτέλεσμα της γλυκόζης είναι δύο πυροσταφυλικό, ένα ATP και δύο NADH.

Ένα διάγραμμα κύκλου Krebs είναι απαραίτητο όταν προσπαθείτε να απεικονίσετε τη διαδικασία. Ξεκινά με την εισαγωγή του ακετυλο συνένζυμο Α (ακετυλο CoA) στη μήτρα των μιτοχονδρίων, ή στο εσωτερικό των οργανιδίων. Το Acetyl CoA είναι ένα μόριο δύο άνθρακα που δημιουργήθηκε από τα μόρια πυροσταφυλικού τριών άνθρακα από τη γλυκόλυση, με CO₂ (διοξείδιο του άνθρακα) αποβάλλεται στη διαδικασία.

Το Acetyl CoA συνδυάζεται με ένα μόριο τεσσάρων άνθρακα για να ξεκινήσει ο κύκλος, δημιουργώντας ένα μόριο έξι-άνθρακα. Σε μια σειρά βημάτων που περιλαμβάνουν την απώλεια ατόμων άνθρακα ως CO₂ και η παραγωγή κάποιου ΑΤΡ μαζί με μερικούς πολύτιμους φορείς ηλεκτρονίων, το ενδιάμεσο μόριο έξι άνθρακα ανάγεται σε ένα μόριο τεσσάρων άνθρακα. Αλλά αυτό είναι που κάνει αυτόν τον κύκλο: Αυτό το προϊόν τεσσάρων ανθρακούχων είναι το ίδιο μόριο που συνδυάζεται με ακετύλιο CoA στην αρχή της διαδικασίας.

Ο κύκλος Krebs είναι ένας τροχός που δεν σταματά ποτέ να στρέφεται όσο το ακετύλιο CoA τροφοδοτείται σε αυτό για να συνεχίσει να περιστρέφεται.

Τα μόνα αντιδραστήρια του κατάλληλου κύκλου Krebs είναι το ακετύλιο CoA και το προαναφερθέν μόριο τεσσάρων άνθρακα, οξαλοξικός. Η διαθεσιμότητα του ακετυλο CoA εξαρτάται από την ύπαρξη επαρκών ποσοτήτων οξυγόνου που ταιριάζουν στις ανάγκες ενός δεδομένου κυττάρου. Εάν ο ιδιοκτήτης του κυττάρου ασκεί έντονα, το κύτταρο μπορεί να χρειαστεί να βασίζεται σχεδόν αποκλειστικά στη γλυκόλυση έως ότου το "χρέος" οξυγόνου μπορεί να "πληρωθεί" κατά τη διάρκεια μειωμένης έντασης άσκησης.

Το οξαλοξικό άλας σε συνδυασμό με ακετυλο CoA υπό την επίδραση του ενζύμου κιθάσης συνθάσης σχηματίζεται κιτρικό άλας, ή ισοδύναμα, κιτρικό οξύ. Αυτό απελευθερώνει το τμήμα συνενζύμου του μορίου ακετυλο CoA, απελευθερώνοντάς το για χρήση στις ανοδικές αντιδράσεις της κυτταρικής αναπνοής.

Το κιτρικό μετατρέπεται διαδοχικά σε ισοκυτρικό, άλφα-κετογλουταρικό άλας, ηλεκτρινικό CoA, φουμαρικό και μαλατός πριν από το βήμα που αναπαράγει οξαλοξικό οξύ. Στη διαδικασία, δύο CO₂ μόρια ανά στροφή του κύκλου (και έτσι τέσσερα ανά μόριο γλυκόζης ανάντη) χάνονται στο περιβάλλον, ενώ η ενέργεια που απελευθερώνεται στην απελευθέρωσή τους χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός συνόλου δύο ATP, έξι NADH και δύο FADH₂ (ένας φορέας ηλεκτρονίων παρόμοιος με το NADH) ανά μόριο γλυκόζης που εισέρχεται στη γλυκόλυση.

Κοίταξε διαφορετικά, παίρνοντας το οξαλοξικό οξύ εντελώς από το μείγμα, όταν ένα μόριο ακετυλο CoA εισέρχεται στον κύκλο Krebs, Το καθαρό αποτέλεσμα είναι κάποια ATP και πολλές ηλεκτρονικές εταιρείες για τις επακόλουθες αντιδράσεις ETC στα μιτοχονδριακά μεμβράνη.