क्रेब्स चक्र में कौन से अणु प्रवेश करते हैं और छोड़ते हैं?

क्रेब्स चक्र, जिसे साइट्रिक एसिड चक्र या ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (TCA) चक्र के रूप में भी जाना जाता है, यूकेरियोटिक जीवों के माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। यह से जुड़ी दो औपचारिक प्रक्रियाओं में से पहली है एरोबिक श्वसन। दूसरा है इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ईटीसी) प्रतिक्रियाएं।

क्रेब्स चक्र से पहले होता है ग्लाइकोलाइसिस, जो ग्लूकोज का पाइरूवेट में टूटना है, जिसमें थोड़ी मात्रा में एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, कोशिकाओं की "ऊर्जा मुद्रा") और एनएडीएच (निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड का कम रूप) में उत्पन्न होता है प्रक्रिया। ग्लाइकोलाइसिस और इसके बाद होने वाली दो एरोबिक प्रक्रियाएं पूर्ण सेलुलर श्वसन का प्रतिनिधित्व करती हैं।

हालांकि अंततः एटीपी उत्पन्न करने के उद्देश्य से, क्रेब्स चक्र एक अप्रत्यक्ष, हालांकि महत्वपूर्ण, एरोबिक श्वसन की अंतिम उच्च एटीपी उपज में योगदानकर्ता है।

ग्लाइकोलाइसिस के लिए प्रारंभिक अणु छह कार्बन चीनी है शर्करा, जो प्रकृति में सार्वभौमिक पोषक तत्व अणु है। ग्लूकोज एक कोशिका में प्रवेश करने के बाद, इसे फॉस्फोराइलेट किया जाता है (यानी, इसमें एक फॉस्फेट समूह जुड़ा होता है), पुनर्व्यवस्थित, दूसरी बार फॉस्फोराइलेट किया गया और तीन-कार्बन अणुओं की एक जोड़ी में विभाजित हो गया, जिनमें से प्रत्येक का अपना फॉस्फेट समूह था लगा हुआ।

समान अणुओं के इस जोड़े का प्रत्येक सदस्य एक और फास्फारिलीकरण से गुजरता है। इस अणु को चरणों की एक श्रृंखला में पाइरूवेट बनाने के लिए पुन: व्यवस्थित किया जाता है जो प्रति अणु एक एनएडीएच उत्पन्न करता है, चार फॉस्फेट समूह (प्रत्येक अणु से दो) चार एटीपी बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। लेकिन क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस के पहले भाग में दो एटीपी के इनपुट की आवश्यकता होती है, ग्लूकोज का शुद्ध परिणाम दो पाइरूवेट, एक एटीपी और दो एनएडीएच है।

प्रक्रिया की कल्पना करने की कोशिश करते समय एक क्रेब्स चक्र आरेख अपरिहार्य है। इसकी शुरुआत. के परिचय से होती है एसिटाइल कोएंजाइम ए (एसिटाइल सीओए) माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स, या ऑर्गेनेल इंटीरियर में। एसिटाइल सीओए एक दो-कार्बन अणु है जो ग्लाइकोलाइसिस से तीन-कार्बन पाइरूवेट अणुओं से निर्मित होता है, जिसमें सीओ होता है₂ (कार्बन डाइऑक्साइड) प्रक्रिया में बहाया जाता है।

एसिटाइल सीओए चार-कार्बन अणु के साथ मिलकर चक्र को शुरू करता है, जिससे छह-कार्बन अणु बनता है। CO atoms के रूप में कार्बन परमाणुओं के नुकसान से जुड़े चरणों की एक श्रृंखला में₂ और कुछ मूल्यवान इलेक्ट्रॉन वाहक के साथ कुछ एटीपी की पीढ़ी, छह-कार्बन मध्यवर्ती अणु चार-कार्बन अणु में कम हो जाता है। लेकिन यहाँ वह है जो इसे एक चक्र बनाता है: यह चार-कार्बन उत्पाद वही अणु है जो प्रक्रिया की शुरुआत में एसिटाइल सीओए के साथ जुड़ता है।

क्रेब्स चक्र एक ऐसा पहिया है जो तब तक घूमना बंद नहीं करता जब तक कि एसिटाइल सीओए इसे साथ घूमते रहने के लिए इसमें डाला जाता है।

क्रेब्स चक्र के केवल उचित अभिकारक एसिटाइल सीओए और उपरोक्त चार-कार्बन अणु हैं, oxaloacetate. एसिटाइल सीओए की उपलब्धता किसी दिए गए सेल की जरूरतों के अनुरूप पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन मौजूद होने पर निर्भर करती है। यदि सेल का मालिक सख्ती से व्यायाम कर रहा है, तो सेल को लगभग विशेष रूप से ग्लाइकोलाइसिस पर निर्भर रहना पड़ सकता है जब तक कि कम व्यायाम तीव्रता के दौरान ऑक्सीजन "ऋण" का "भुगतान" नहीं किया जा सके।

ऑक्सालोसेटेट एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ के प्रभाव में एसिटाइल सीओए के साथ मिलकर बनता है सिट्रट, या समकक्ष, साइट्रिक एसिड। यह एसिटाइल सीओए अणु के कोएंजाइम भाग को मुक्त करता है, इसे सेलुलर श्वसन की अपस्ट्रीम प्रतिक्रियाओं में उपयोग के लिए मुक्त करता है।

साइट्रेट क्रमिक रूप से परिवर्तित होता है आइसोसाइट्रेट, अल्फा-कीटोग्लूटारेट, सक्सीनिल सीओए, फ्यूमरेट तथा मालते ऑक्सालोएसेटेट को पुन: उत्पन्न करने वाले चरण से पहले होता है। इस प्रक्रिया में, दो CO₂ चक्र के प्रत्येक मोड़ पर अणु (और इस प्रकार ग्लूकोज अपस्ट्रीम के चार अणु प्रति अणु) पर्यावरण में खो जाते हैं, जबकि उनकी रिहाई में मुक्त ऊर्जा का उपयोग कुल उत्पन्न करने के लिए किया जाता है दो एटीपी, छह एनएडीएच और दो एफएडीएच₂ (एनएडीएच के समान एक इलेक्ट्रॉन वाहक) प्रति ग्लूकोज अणु ग्लाइकोलाइसिस में प्रवेश करता है।

अलग तरह से देखा जाए, तो ऑक्सालोएसेटेट को मिश्रण से पूरी तरह से निकालकर, जब एसिटाइल सीओए का एक अणु क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है, शुद्ध परिणाम कुछ एटीपी और माइटोकॉन्ड्रियल में बाद की ईटीसी प्रतिक्रियाओं के लिए इलेक्ट्रॉन वाहक का एक बड़ा सौदा है झिल्ली।