კრებსის ციკლი, ასევე ცნობილი როგორც ციტრუსის მჟავას ციკლი ან ტრიკარბოქსილის მჟავას (TCA) ციკლი, ხდება ეუკარიოტული ორგანიზმების მიტოქონდრიებში. ეს არის პირველი ორი ოფიციალური პროცესიდან, რომლებიც ასოცირდება აერობული სუნთქვა. მეორე ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი (ETC) რეაქციები.
კრებსის ციკლს წინ უსწრებს გლიკოლიზი, რაც არის გლუკოზის დაშლა პიროვატად, მცირე რაოდენობით ATP– ით (ადენოზინტრიფოსფატი, უჯრედების "ენერგეტიკული ვალუტა") და NADH (ნიკოტინამიდის ადენინის დინუკლეოტიდის შემცირებული ფორმა) პროცესი გლიკოლიზი და ორი აერობული პროცესი, რომელიც მას მოსდევს, წარმოადგენს სრულ უჯრედულ სუნთქვას.
მიუხედავად იმისა, რომ საბოლოოდ მიზნად ისახავს ATP- ს წარმოქმნას, კრებსის ციკლი არაპირდაპირი, თუმცა სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა, აერობული სუნთქვის საბოლოოდ მაღალი ATP მოსავლიანობისთვის.
გლიკოლიზი
გლიკოლიზის საწყისი მოლეკულა ექვსი ნახშირბადის შაქარია გლუკოზა, რაც ბუნებაში საკვების უნივერსალური მოლეკულაა. გლუკოზის უჯრედში მოხვედრის შემდეგ იგი ფოსფორილირდება (ე.ი. მას ერთვის ფოსფატის ჯგუფი), ხდება მისი გადალაგება, მეორედ ფოსფორილირდება და დაყოფილია სამ ნახშირბადის მოლეკულათა წყვილად, თითოეულს აქვს საკუთარი ფოსფატის ჯგუფი მიმაგრებული.
იდენტური მოლეკულების ამ წყვილის თითოეული წევრი გადის სხვა ფოსფორილაციას. ამ მოლეკულის გადანაწილება ხდება პიროვატის შესაქმნელად მთელი რიგი ნაბიჯებით, რომლებიც წარმოქმნიან თითო NADH თითო მოლეკულას, ოთხი ფოსფატის ჯგუფი (ორი მოლეკულისგან ორი) გამოიყენება ოთხი ATP– ს შესაქმნელად. რადგან გლიკოლიზის პირველი ნაწილი მოითხოვს ორი ATP– ს შეყვანას, გლუკოზის წმინდა შედეგია ორი პიროვატი, ერთი ATP და ორი NADH.
კრებსის ციკლის მიმოხილვა
კრებსის ციკლის დიაგრამა აუცილებელია პროცესის ვიზუალიზაციის მცდელობისას. ეს იწყება აცეტილ კოფერმენტი A (აცეტილ CoA) მიტოქონდრიულ მატრიქსში, ან ორგანოს ინტერიერში. აცეტილ CoA არის ორი ნახშირბადის მოლეკულა, რომელიც შეიქმნა სამი ნახშირბადის პიროვატის მოლეკულებისგან გლიკოლიზისგან, CO2 (ნახშირორჟანგი) დაიღვარა პროცესში.
აცეტილ CoA აერთიანებს ოთხ ნახშირბადის მოლეკულას ციკლის დასაწყებად, ქმნის ექვს ნახშირბადის მოლეკულას. მთელი რიგი ნაბიჯებისა, რომლებიც მოიცავს ნახშირბადის ატომების დაკარგვას, როგორც CO2 და ზოგიერთი ATP- ს წარმოქმნა, ზოგიერთ ძვირფას ელექტრონულ მატარებელთან ერთად, ექვს ნახშირბადის შუალედური მოლეკულა მცირდება ოთხ ნახშირბადის მოლეკულად. აი რა არის ეს ციკლი: ეს ოთხი ნახშირბადოვანი პროდუქტი იგივე მოლეკულაა, რომელიც პროცესის დაწყებისთანავე აერთიანებს აცეტილ CoA- ს.
კრებსის ციკლი არის ბორბალი, რომელიც არასდროს წყვეტს ბრუნვას, სანამ აცეტილ CoA შეიწოვება მასში, რომ არ მოხდეს მისი ტრიალი.
კრებს ციკლის რეაქტორები
კრებსის ციკლის ერთადერთი რეაქტორებია აცეტილ CoA და ზემოხსენებული ოთხი ნახშირბადის მოლეკულა, ოქსალოაცეტატი. აცეტილ CoA– ს არსებობა დამოკიდებულია ჟანგბადის ადეკვატურ რაოდენობებზე, მოცემული უჯრედის საჭიროებების შესაბამისად. თუ უჯრედის მეპატრონე ენერგიულად ვარჯიშობს, შეიძლება უჯრედს თითქმის მხოლოდ გლიკოლიზს დაეყრდნოს, სანამ ვარჯიშის შემცირებული ინტენსივობის დროს ჟანგბადის "ვალი" არ "გადაიხდება".
ოქსალოაცეტატი აცეტილ CoA- სთან ერთად ფერმენტ ციტრატის სინთაზის ზემოქმედებით წარმოიქმნება ციტრატი, ან ეკვივალენტურად, ლიმონმჟავა. ეს ათავისუფლებს აცეტილ CoA მოლეკულის კოფერმენტულ ნაწილს და ათავისუფლებს მას უჯრედული სუნთქვის დინების რეაქციებში გამოყენებისთვის.
კრებს ციკლის პროდუქტები
ციტრატი თანმიმდევრულად გარდაიქმნება იზოციტრატი, ალფა-კეტოგლუტარატი, სუქცინილის CoA, ფუმარატი და მალატიური სანამ მოხდება ოქსალოაცეტატის ხელახალი წარმოქმნის საფეხური. ამ პროცესში ორი CO2 მოლეკულები ციკლის მონაცვლეობით (და ამრიგად, გლუკოზას ზემოთ მოლეკულაზე ოთხი) იკარგება გარემოში, ხოლო მათი გამოყოფის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება ორი ATP, ექვსი NADH და ორი FADH2 (ელექტრონული გადამზიდავი მსგავსია NADH) გლიკოზის მოლეკულაზე, რომელიც შედის გლიკოლიზში.
სხვანაირად შეხედავდნენ, რომ ოქსალოცეტატი საერთოდ ამოიღეს ნარევიდან, როდესაც აცეტილ CoA- ს მოლეკულა შედის კრებსის ციკლში, წმინდა შედეგია ATP და ელექტრონული მატარებლების დიდი ნაწილი მიტოქონდრიაში შემდგომი ETC რეაქციებისათვის გარსი