Kurios molekulės patenka į Krebso ciklą ir išeina iš jo?

Krebso ciklas, dar vadinamas citrinos rūgšties ciklu arba trikarboksirūgšties (TCA) ciklu, vyksta eukariotų organizmų mitochondrijose. Tai yra pirmasis iš dviejų formalių procesų, susijusių su aerobinis kvėpavimas. Antrasis yra elektronų perdavimo grandinė (ETC) reakcijos.

Prieš Krebso ciklą eina glikolizė, kuris yra gliukozės suskaidymas į piruvatą su nedideliu kiekiu ATP (adenozino trifosfato, ląstelių „energijos valiuta“) ir NADH (nikotinamido adenino dinukleotido redukuota forma), procesą. Glikolizė ir du ją sekantys aerobiniai procesai reiškia visišką ląstelių kvėpavimą.

Nors galiausiai siekiama sukurti ATP, Krebso ciklas yra netiesioginis, nors ir gyvybiškai svarbus, galimas didelis aerobinio kvėpavimo ATP rodiklis.

Pradinė glikolizės molekulė yra šešių anglių cukrus gliukozės, kuri yra universali maistinių medžiagų molekulė gamtoje. Gliukozei patekus į ląstelę, ji fosforilinama (t. Y. Prie jos yra fosfatų grupė), pertvarkoma, fosforilinta antrą kartą ir suskaidyta į trijų anglies molekulių porą, kiekviena turinčią savo fosfatų grupę pridedamas.

Kiekvienas šios identiškų molekulių poros narys patiria kitą fosforilinimą. Ši molekulė pertvarkoma taip, kad susidarytų piruvatas iš eilės veiksmų, generuojančių po vieną NADH kiekvienai molekulei, keturios fosfatų grupės (po dvi iš kiekvienos molekulės) naudojamos keturiems ATP sukurti. Kadangi pirmoji glikolizės dalis reikalauja dviejų ATP įvedimo, grynasis gliukozės rezultatas yra du piruvatas, vienas ATP ir du NADH.

Krebso ciklo diagrama yra būtina bandant vizualizuoti procesą. Jis prasideda įvedus acetilo koenzimas A (acetil CoA) į mitochondrijų matricą arba organelių vidų. Acetil CoA yra dviejų anglių molekulė, sukurta iš trijų anglies piruvato molekulių glikolizės metu, su CO₂ (anglies dioksido) išsiskyrimas proceso metu.

Acetyl CoA sujungiamas su keturių anglies molekule, kad būtų pradėtas ciklas, sukuriant šešių anglių molekulę. Atliekant kelis veiksmus, susijusius su anglies atomų, kaip CO, praradimu₂ ir tam tikros ATP susidarymas kartu su kai kuriais vertingais elektronų nešikliais, šešių anglių tarpinė molekulė redukuojama iki keturių anglių molekulės. Bet štai kas daro šį ciklą: Šis keturių anglių produktas yra ta pati molekulė, kuri proceso pradžioje jungiasi su acetil CoA.

Krebso ciklas yra ratas, kuris niekada nenustoja sukti tol, kol į jį tiekiamas acetilo CoA, kad jis suktųsi kartu.

Vieninteliai Krebso ciklo reagentai yra acetil CoA ir pirmiau minėta keturių anglių molekulė, oksaloacetatas. Acetilo CoA prieinamumas priklauso nuo pakankamo deguonies kiekio, atitinkančio tam tikros ląstelės poreikius. Jei ląstelės savininkas intensyviai sportuoja, ląstelei gali tekti pasikliauti beveik vien tik glikolize, kol deguonies „skola“ bus „sumokėta“ sumažėjusio fizinio krūvio intensyvumui.

Oksaloacetatas kartu su acetil CoA, veikiamas fermento citrato sintazės, susidaro citratasarba lygiaverčiai, citrinos rūgštis. Tai išlaisvina acetilo CoA molekulės kofermento dalį, išlaisvindama ją prieš ląstelių kvėpavimo reakcijas.

Citratas nuosekliai paverčiamas į izocitratas, alfa-ketoglutaratas, sukcinilinis CoA, fumaratas ir malatas prieš įvykstant pakartotiniam oksaloacetato generavimui. Procese du CO₂ molekulės vienam ciklo posūkiui (taigi keturios kiekvienai gliukozės molekulei prieš srovę) prarandamos aplinkai, o jų išsiskyrimo metu išsiskyrusi energija naudojama iš viso du ATP, šeši NADH ir du FADH₂ (elektronų nešiklis, panašus į NADH) vienai gliukozės molekulei, patenkančiai į glikolizę.

Pažvelgus kitaip, oksaloacetatas iš viso pašalinamas iš mišinio, kai acetilo CoA molekulė patenka į Krebso ciklą, grynasis rezultatas yra tam tikra ATP ir daug elektronų nešėjų tolesnėms ETC reakcijoms mitochondrijoje membrana.