Hangi Moleküller Krebs Döngüsüne Girer ve Ayrılır?

Krebs döngüsüSitrik asit döngüsü veya trikarboksilik asit (TCA) döngüsü olarak da bilinen, ökaryotik organizmaların mitokondrilerinde gerçekleşir. ile ilişkili iki resmi süreçten ilkidir. aerobik solunum. İkincisi ise elektron taşıma zinciri (ETC) reaksiyonları.

Krebs döngüsü öncesinde glikolizGlikozun az miktarda ATP (adenozin trifosfat, hücrelerin "enerji para birimi") ve NADH (nikotinamid adenin dinükleotidin indirgenmiş formu) süreç. Glikoliz ve onu takip eden iki aerobik süreç, tam hücresel solunumu temsil eder.

Her ne kadar nihai olarak ATP üretmeyi amaçlasa da, Krebs döngüsü, aerobik solunumun nihai yüksek ATP verimine dolaylı, ancak hayati bir katkıdır.

Glikoliz için başlangıç ​​molekülü altı karbonlu şekerdir. glikoz, doğadaki evrensel besin molekülüdür. Glikoz bir hücreye girdikten sonra fosforile edilir (yani kendisine bağlı bir fosfat grubuna sahiptir), yeniden düzenlenir, ikinci kez fosforillenir ve her biri kendi fosfat grubuna sahip bir çift üç karbonlu moleküle bölünür. ekli.

Bu özdeş molekül çiftinin her bir üyesi başka bir fosforilasyona uğrar. Bu molekül, molekül başına bir NADH üreten bir dizi adımda piruvat oluşturmak üzere yeniden düzenlenir, dört fosfat grubu (her molekülden iki tane) dört ATP oluşturmak için kullanılır. Ancak glikolizin ilk kısmı iki ATP girişi gerektirdiğinden, glikozun net sonucu iki piruvat, bir ATP ve iki NADH'dir.

Süreci görselleştirmeye çalışırken bir Krebs döngü diyagramı vazgeçilmezdir. tanıtılmasıyla başlar. asetil koenzim A (asetil CoA) mitokondriyal matrise veya organel iç kısmına. Asetil CoA, CO2 ile glikolizden üç karbonlu piruvat moleküllerinden oluşturulan iki karbonlu bir moleküldür.₂ (karbondioksit) süreçte dökülür.

Asetil CoA, döngüyü başlatmak için dört karbonlu bir molekülle birleşerek altı karbonlu bir molekül oluşturur. CO olarak karbon atomlarının kaybını içeren bir dizi adımda₂ ve bazı değerli elektron taşıyıcılarla birlikte bazı ATP'nin üretilmesi, altı karbonlu ara molekül, dört karbonlu bir moleküle indirgenir. Ancak bunu bir döngü yapan şey şudur: Bu dört karbonlu ürün, sürecin başlangıcında asetil CoA ile birleşen aynı moleküldür.

Krebs döngüsü, dönmeye devam etmesi için içine asetil CoA beslendiği sürece dönmeyi asla bırakmayan bir çarktır.

Krebs döngüsünün uygun tek reaktanları asetil CoA ve yukarıda bahsedilen dört karbonlu moleküldür. oksaloasetat. Asetil CoA'nın mevcudiyeti, belirli bir hücrenin ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli miktarda oksijen bulunmasına bağlıdır. Hücrenin sahibi şiddetli bir şekilde egzersiz yapıyorsa, hücre, azaltılmış egzersiz yoğunluğu sırasında oksijen "borcu" "ödenene" kadar neredeyse yalnızca glikolize güvenmek zorunda kalabilir.

Oksaloasetat, sitrat sentaz enziminin etkisi altında asetil CoA ile birleşerek oluşur. sitratveya eşdeğeri sitrik asit. Bu, asetil CoA molekülünün koenzim kısmını serbest bırakır ve hücresel solunumun yukarı akış reaksiyonlarında kullanım için serbest bırakır.

Sitrat sırayla dönüştürülür izositrat, alfa-ketoglutarat, süksinil CoA, fumarat ve malat oksaloasetatı yeniden oluşturan adım gerçekleşmeden önce. Bu süreçte iki CO₂ döngünün her dönüşünde moleküller (ve dolayısıyla yukarı akıştaki glikoz molekülü başına dört) çevreye kaybolurken, serbest bırakılmalarında serbest kalan enerji toplam üretmek için kullanılır. iki ATP, altı NADH ve iki FADH₂ (NADH'ye benzer bir elektron taşıyıcı) glikolize giren glikoz molekülü başına.

Farklı bir şekilde bakıldığında, bir asetil CoA molekülü Krebs döngüsüne girdiğinde oksaloasetatı karışımdan tamamen çıkarmak, net sonuç, mitokondriyaldeki müteakip ETC reaksiyonları için bir miktar ATP ve çok sayıda elektron taşıyıcısıdır. zar.