O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), ocorre na mitocôndria de organismos eucarióticos. É o primeiro de dois processos formais associados a respiração aeróbica. O segundo é o cadeia de transporte de elétrons (ETC) reações.
O ciclo de Krebs é precedido por glicolise, que é a quebra da glicose em piruvato, com uma pequena quantidade de ATP (trifosfato de adenosina, o "moeda de energia" das células) e NADH (a forma reduzida do dinucleotídeo adenina nicotinamida) gerado no processar. A glicólise e os dois processos aeróbicos que a seguem representam a respiração celular completa.
Embora o objetivo final seja gerar ATP, o ciclo de Krebs é um contribuinte indireto, embora vital, para o eventual alto rendimento de ATP da respiração aeróbica.
Glicolise
A molécula de partida para a glicólise é o açúcar de seis carbonos glicose, que é a molécula de nutriente universal na natureza. Depois que a glicose entra em uma célula, ela é fosforilada (ou seja, tem um grupo fosfato ligado a ela), reorganizada, fosforilado uma segunda vez e dividido em um par de moléculas de três carbonos, cada uma com seu próprio grupo fosfato apegado.
Cada membro deste par de moléculas idênticas sofre outra fosforilação. Esta molécula é reorganizada para formar piruvato em uma série de etapas que geram um NADH por molécula, os quatro grupos fosfato (dois de cada molécula) são usados para criar quatro ATP. Mas porque a primeira parte da glicólise requer uma entrada de dois ATP, o resultado líquido da glicose é dois piruvatos, um ATP e dois NADH.
Visão geral do ciclo de Krebs
Um diagrama de ciclo de Krebs é indispensável ao tentar visualizar o processo. Começa com a introdução de acetil coenzima A (acetil CoA) na matriz mitocondrial ou no interior da organela. Acetil CoA é uma molécula de dois carbonos criada a partir das moléculas de piruvato de três carbonos da glicólise, com CO2 (dióxido de carbono) eliminado no processo.
O acetil CoA se combina com uma molécula de quatro carbonos para iniciar o ciclo, criando uma molécula de seis carbonos. Em uma série de etapas envolvendo a perda de átomos de carbono como CO2 e a geração de algum ATP junto com alguns portadores de elétrons valiosos, a molécula intermediária de seis carbonos é reduzida a uma molécula de quatro carbonos. Mas aqui está o que torna isso um ciclo: este produto de quatro carbonos é a mesma molécula que se combina com a acetil CoA no início do processo.
O ciclo de Krebs é uma roda que nunca para de girar enquanto a acetil CoA é alimentada para mantê-la girando.
Reagentes de ciclo de Krebs
Os únicos reagentes do ciclo de Krebs propriamente dito são acetil CoA e a molécula de quatro carbonos mencionada anteriormente, oxaloacetato. A disponibilidade de acetil CoA depende da presença de quantidades adequadas de oxigênio para atender às necessidades de uma determinada célula. Se o dono da célula está se exercitando vigorosamente, a célula pode depender quase exclusivamente da glicólise até que a "dívida" de oxigênio possa ser "paga" durante a redução da intensidade do exercício.
Oxaloacetato combinado com acetil CoA sob a influência da enzima citrato sintase para formar citrato, ou equivalentemente, ácido cítrico. Isso libera a porção da coenzima da molécula de acetil CoA, liberando-a para uso nas reações a montante da respiração celular.
Produtos de Ciclo Krebs
Citrato é sequencialmente convertido em isocitrato, alfa-cetoglutarato, succinil CoA, fumarato e malato antes de ocorrer a etapa de regeneração do oxaloacetato. No processo, dois CO2 moléculas por turno do ciclo (e, portanto, quatro por molécula de glicose a montante) são perdidas para o meio ambiente, enquanto a energia liberada em sua liberação é usada para gerar um total de dois ATP, seis NADH e dois FADH2 (um transportador de elétrons semelhante ao NADH) por molécula de glicose que entra na glicólise.
Visto de forma diferente, retirando o oxaloacetato completamente da mistura, quando uma molécula de acetil CoA entra no ciclo de Krebs, o resultado líquido é algum ATP e uma grande quantidade de portadores de elétrons para as reações ETC subsequentes na mitocôndria membrana.