The Krebsov cyklus, tiež známy ako cyklus kyseliny citrónovej alebo cyklus trikarboxylových kyselín (TCA), prebieha v mitochondriách eukaryotických organizmov. Je to prvý z dvoch formálnych procesov spojených s aeróbne dýchanie. Druhou je reťazec transportu elektrónov (ETC) reakcie.
Krebsovmu cyklu predchádza glykolýza, čo je štiepenie glukózy na pyruvát s malým množstvom ATP (adenozíntrifosfát, „energetická mena“ buniek) a NADH (redukovaná forma nikotínamidu adeníndinukleotidu) generovaná v procesu. Glykolýza a dva nasledujúce aeróbne procesy predstavujú úplné bunkové dýchanie.
Aj keď je Krebsov cyklus v konečnom dôsledku zameraný na generovanie ATP, nepriamo, hoci zásadne, prispieva k možnému vysokému výťažku ATP aeróbneho dýchania.
Glykolýza
Východiskovou molekulou pre glykolýzu je šesťuhlíkový cukor glukóza, ktorá je v prírode univerzálnou molekulou živín. Po vstupe glukózy do bunky je fosforylovaná (tj. Je k nej pripojená fosfátová skupina), preskupená, fosforylované druhýkrát a rozdelené do dvojice troch uhlíkových molekúl, každá s vlastnou fosfátovou skupinou pripojený.
Každý člen tejto dvojice identických molekúl prechádza ďalšou fosforyláciou. Táto molekula je preskupená za vzniku pyruvátu v sérii krokov, ktoré generujú jeden NADH na molekulu, štyri fosfátové skupiny (dve z každej molekuly) sú použité na vytvorenie štyroch ATP. Ale pretože prvá časť glykolýzy vyžaduje vstup dvoch ATP, čistým výsledkom glukózy sú dva pyruvát, jeden ATP a dva NADH.
Prehľad Krebsovho cyklu
Krebsov cyklus je nevyhnutný pri pokuse o vizualizáciu procesu. Začína sa to zavedením acetyl koenzým A (acetyl CoA) do mitochondriálnej matrix alebo interiéru organely. Acetyl CoA je molekula s dvoma atómami uhlíka vytvorená z molekúl pyruvátu s tromi uhlíkmi z glykolýzy s CO2 (oxid uhličitý) vylučovaný v procese.
Acetyl CoA kombinuje so štvoruhlíkovou molekulou naštartovanie cyklu a vytvára šesťuhlíkovú molekulu. V sérii krokov, ktoré zahŕňajú stratu atómov uhlíka ako CO2 a generovanie nejakého ATP spolu s niektorými cennými elektrónovými nosičmi sa šesťuhlíková medziproduktová molekula redukuje na štvoruhlíkovú molekulu. Ale tu je to, čo z toho robí cyklus: Tento štvoruhlíkový produkt je rovnaká molekula, ktorá sa na začiatku procesu kombinuje s acetyl CoA.
Krebsov cyklus je koleso, ktoré sa nikdy neprestane otáčať, pokiaľ je doň privádzaný acetyl CoA, ktorý ho udržuje v chode.
Reaktanty podľa Krebsovho cyklu
Jedinými reaktantmi Krebsovho cyklu sú acetyl CoA a vyššie uvedená štvoruhlíková molekula, oxaloacetát. Dostupnosť acetyl CoA závisí od dostatočného množstva prítomného kyslíka, aby vyhovovala potrebám danej bunky. Ak majiteľ bunky cvičí energicky, môže sa stať, že sa bunka bude musieť spoliehať takmer výlučne na glykolýzu, kým nebude možné „splácať“ kyslíkový „dlh“ pri zníženej intenzite cvičenia.
Oxaloacetát kombinovaný s acetyl CoA pod vplyvom enzýmu citrátsyntázy za vzniku citrátalebo ekvivalentne kyselina citrónová. Toto uvoľní koenzýmovú časť molekuly acetyl CoA a uvoľní ju na použitie pri následných reakciách bunkového dýchania.
Výrobky spoločnosti Krebs Cycle
Citrát sa postupne prevádza na izocitrát, alfa-ketoglutarát, sukcinyl CoA, fumarát a malát pred uskutočnením kroku, ktorý znovu generuje oxaloacetát. V tomto procese dva CO2 molekuly na jedno otočenie cyklu (a teda štyri na molekulu glukózy proti smeru toku) sa stratia do životného prostredia, zatiaľ čo energia uvoľnená pri ich uvoľňovaní sa používa na generovanie celkového množstva dva ATP, šesť NADH a dva FADH2 (elektrónový nosič podobný NADH) na molekulu glukózy vstupujúcej do glykolýzy.
Pozerané inak, pri úplnom vyňatí oxaloacetátu zo zmesi, keď molekula acetyl CoA vstúpi do Krebsovho cyklu, čistým výsledkom je určité množstvo ATP a veľké množstvo elektrónových nosičov pre následné ETC reakcie v mitochondriách membrána.