Molekul Manakah yang Masuk & Keluar dari Siklus Krebs?

Itu Siklus Krebs, juga dikenal sebagai siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat (TCA), terjadi di mitokondria organisme eukariotik. Ini adalah yang pertama dari dua proses formal yang terkait dengan pernapasan aerobik. Yang kedua adalah rantai transpor elektron (ETC) reaksi.

Siklus Krebs didahului oleh glikolisis, yang merupakan pemecahan glukosa menjadi piruvat, dengan sejumlah kecil ATP (adenosin trifosfat, "mata uang energi" sel) dan NADH (bentuk tereduksi dari nikotinamida adenin dinukleotida) yang dihasilkan di proses. Glikolisis dan dua proses aerobik yang mengikutinya mewakili respirasi seluler lengkap.

Meskipun pada akhirnya ditujukan untuk menghasilkan ATP, siklus Krebs adalah kontributor tidak langsung, meskipun vital, untuk hasil ATP respirasi aerobik yang tinggi.

Molekul awal untuk glikolisis adalah gula enam karbon glukosa, yang merupakan molekul nutrisi universal di alam. Setelah glukosa memasuki sel, ia difosforilasi (yaitu, ia memiliki gugus fosfat yang melekat padanya), disusun ulang, terfosforilasi untuk kedua kalinya dan dipecah menjadi sepasang molekul tiga karbon, masing-masing dengan gugus fosfatnya sendiri terlampir.

Setiap anggota dari pasangan molekul identik ini mengalami fosforilasi lain. Molekul ini disusun ulang untuk membentuk piruvat dalam serangkaian langkah yang menghasilkan satu NADH per molekul, empat gugus fosfat (dua dari setiap molekul) digunakan untuk membuat empat ATP. Tetapi karena bagian pertama dari glikolisis membutuhkan masukan dua ATP, hasil bersih glukosa adalah dua piruvat, satu ATP dan dua NADH.

Diagram siklus Krebs sangat diperlukan ketika mencoba memvisualisasikan proses. Dimulai dengan pengenalan asetil koenzim A (asetil KoA) ke dalam matriks mitokondria, atau organel interior. Asetil KoA adalah molekul dua karbon yang dibuat dari molekul piruvat tiga karbon dari glikolisis, dengan CO₂ (karbon dioksida) ditumpahkan dalam proses.

Asetil KoA bergabung dengan molekul empat karbon untuk memulai siklus, menciptakan molekul enam karbon. Dalam serangkaian langkah yang melibatkan hilangnya atom karbon sebagai CO₂ dan pembentukan beberapa ATP bersama dengan beberapa pembawa elektron yang berharga, molekul antara enam karbon direduksi menjadi molekul empat karbon. Tapi inilah yang membuat siklus ini: Produk empat karbon ini adalah molekul yang sama yang bergabung dengan asetil KoA pada awal proses.

Siklus Krebs adalah roda yang tidak pernah berhenti berputar selama asetil KoA dimasukkan ke dalamnya agar tetap berputar.

Satu-satunya reaktan dari siklus Krebs yang tepat adalah asetil KoA dan molekul empat karbon yang disebutkan di atas, oksaloasetat. Ketersediaan asetil KoA bergantung pada jumlah oksigen yang cukup untuk memenuhi kebutuhan sel tertentu. Jika pemilik sel berolahraga dengan giat, sel mungkin harus bergantung hampir secara eksklusif pada glikolisis sampai "utang" oksigen dapat "dibayar" selama intensitas latihan yang berkurang.

Oksaloasetat dikombinasikan dengan asetil KoA di bawah pengaruh enzim sitrat sintase untuk membentuk garam sitrat, atau setara, asam sitrat. Ini melepaskan bagian koenzim dari molekul asetil KoA, membebaskannya untuk digunakan dalam reaksi hulu respirasi seluler.

Sitrat secara berurutan diubah menjadi isositrat, alfa-ketoglutarat, suksinil CoA, fumarat dan malat sebelum langkah yang menghasilkan kembali oksaloasetat terjadi. Dalam prosesnya, dua CO₂ molekul per putaran siklus (dan dengan demikian empat per molekul glukosa hulu) hilang ke lingkungan, sementara energi yang dibebaskan dalam pelepasannya digunakan untuk menghasilkan total dua ATP, enam NADH dan dua FADH₂ (pembawa elektron mirip dengan NADH) per molekul glukosa memasuki glikolisis.

Dilihat secara berbeda, mengeluarkan oksaloasetat dari campuran sama sekali, ketika molekul asetil KoA memasuki siklus Krebs, hasil akhirnya adalah beberapa ATP dan banyak pembawa elektron untuk reaksi ETC berikutnya di mitokondria mitochondria selaput.