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Ciclo de krebs Etapas y función

Ciclo de krebs

Los organismos obtienen la mayor parte de su energía del Ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo TCA. El ciclo de Krebs es un proceso aeróbico que consta de ocho pasos definidos. Para ingresar al Ciclo de Krebs, el piruvato debe convertirse primero en Acetil-CoA por el complejo de piruvato deshidrogenasa que se encuentra en las mitocondrias.

Después de la glucólisis, el mecanismo de la respiración celular implica otro proceso de varios pasos: el ciclo de Krebs, que también se llama ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico. El ciclo de Krebs usa las dos moléculas de ácido pirúvico formadas en la glucólisis y produce moléculas de alta energía de NADH y dinvinótido de adenina de flavina (FADH 2 ), así como algo de ATP.

Como funciona el ciclo de krebs?

Ciclo de krebs

El ciclo de Krebs ocurre en la mitocondria de una célula. Este orgánulo en forma de salchicha posee membranas internas y externas y, por lo tanto, compartimentos internos y externos. La membrana interna se pliega sobre sí misma muchas veces; los pliegues se llaman cristae. Son algo similares a las membranas tilacoides en los cloroplastos. Ubicadas a lo largo de las crestas se encuentran las enzimas importantes necesarias para la bomba de protones y para la producción de ATP.

Antes de ingresar al ciclo de Krebs, las moléculas de ácido pirúvico están alteradas. Cada molécula de ácido pirúvico de tres carbonos se convierte en una sustancia llamada acetil-coenzima A o acetil-CoA.

Donde se realiza el Ciclo de krebs

Ciclo de krebs

Durante el proceso, la molécula de ácido pirúvico se descompone por una enzima, se libera un átomo de carbono en forma de dióxido de carbono y los dos átomos de carbono restantes se combinan con una coenzima llamada coenzima A. Esta combinación forma acetil-CoA. En el proceso, los electrones y un ion de hidrógeno se transfieren a NAD para formar NADH de alta energía.

Acetyl-CoA ingresa al ciclo de Krebs al combinarse con un ácido de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético. La combinación forma el ácido de seis carbonos llamado ácido cítrico. El ácido cítrico sufre una serie de conversiones catalizadas por enzimas.

Las conversiones, que implican hasta diez reacciones químicas, son todas producidas por enzimas. En muchos de los pasos, los electrones de alta energía se liberan a NAD. La molécula de NAD también adquiere un ion de hidrógeno y se convierte en NADH. En uno de los pasos, FAD sirve como aceptor de electrones y adquiere dos iones de hidrógeno para convertirse en FADH 2 .

Además, en una de las reacciones, se libera suficiente energía para sintetizar una molécula de ATP. Debido a que por cada molécula de glucosa hay dos moléculas de ácido pirúvico que ingresan al sistema, se forman dos moléculas de ATP.

También durante el ciclo de Krebs, se liberan los dos átomos de carbono de acetil-CoA, y cada uno forma una molécula de dióxido de carbono. Por lo tanto, por cada acetil-CoA que ingresa al ciclo, se forman dos moléculas de dióxido de carbono. Dos moléculas de acetil-CoA entran en el ciclo, y cada una tiene dos átomos de carbono, por lo que se formarán cuatro moléculas de dióxido de carbono.

Agregue estas cuatro moléculas a las dos moléculas de dióxido de carbono formadas en la conversión de ácido pirúvico a acetil-CoA, y se suman seis moléculas de dióxido de carbono. Estas seis moléculas de CO 2 se desprenden como gas residual en el ciclo de Krebs. Representan los seis carbonos de glucosa que originalmente ingresaron al proceso de glucólisis.

Al final del ciclo de Krebs, el producto final es el ácido oxaloacético. Esto es idéntico al ácido oxaloacético que comienza el ciclo. Ahora la molécula está lista para aceptar otra molécula de acetil-CoA para comenzar otro giro del ciclo. En total, el ciclo de Krebs forma (por dos moléculas de ácido pirúvico) dos moléculas de ATP, diez moléculas de NADH y dos moléculas de FADH 2 . El NADH y el FADH 2 se utilizarán en el sistema de transporte de electrones.

Importancia del ciclo de krebs

Ciclo de krebs

El ciclo de Krebs es la segunda de las tres etapas de la respiración celular, en la que la glucosa, los ácidos grasos y ciertos aminoácidos, las llamadas moléculas de combustible , se oxidan. La oxidación de estas moléculas se usa principalmente para transformar la energía contenida en estas moléculas en ATP. El ATP proporciona, por ejemplo, energía para las contracciones musculares y, por lo tanto, puede denominarse “moneda energética” de las células.

Antes de que las moléculas de combustible puedan insertarse en el ciclo de Krebs, primero deben convertirse en acetil-CoA. Al observar el camino de un nutriente, como la glucosa, la oxidación de la molécula tiene lugar en la glucólisis.

El producto de la glucólisis es el piruvato. En otra reacción, que es catalizada por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, la acetil-CoA se forma a partir de piruvato, que puede introducirse en el ciclo del ácido cítrico o el ciclo de Krebs.

En una secuencia de reacción de ocho pasos, el grupo acetilo de acetil-CoA se oxida en dos moléculas de CO 2. Estas reacciones son catalizadas por ocho enzimas diferentes. En lugar de producir altas cantidades de ATP, se eliminaron ocho electrones del grupo acetilo y se transfirieron a las coenzimas NAD + y FAD, que se reducen a NADH y FADH 2 .

Por lo tanto, se denominan coenzimas portadoras de electrones y se utilizan para transportar electrones del ciclo de Krebs a la cadena respiratoria. A través de una serie de moléculas, las coenzimas reducidas NADH y FADH 2 se oxidan y los electrones liberados se utilizan para reducir el O 2. Finalmente, los electrones que se liberan en el ciclo de Krebs y los transportados a la cadena respiratoria se usaron allí para producir ATP a partir de ADP y P i.

En que consiste el Ciclo de krebs

  • La segunda etapa de la respiración aeróbica es el ciclo de Krebs , que ocurre dentro de la matriz de las mitocondrias.
  • El ciclo de Krebs también se conoce comúnmente como el ciclo del ácido cítrico o el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA)
  • En el ciclo de Krebs, el acetil CoA transfiere su grupo acetilo a un compuesto 4C (oxaloacetato) para formar un compuesto 6C (citrato)
  • La coenzima A se libera y puede regresar a la reacción de enlace para formar otra molécula de acetil CoA
  • Durante una serie de reacciones, el compuesto 6C se descompone para reformar el compuesto 4C original (por lo tanto, un ciclo)
  • Se liberan dos átomos de carbono por descarboxilación para formar dos moléculas de dióxido de carbono (CO 2 )

  • Las reacciones de oxidación múltiple dan como resultado la reducción de los portadores de hidrógeno (3 × NADH + H + ; 1 × FADH 2 )

  • Una molécula de ATP se produce directamente a través de la fosforilación a nivel de sustrato.
  • Como la reacción de enlace produce dos moléculas de acetil CoA (una por cada piruvato), el ciclo de Krebs ocurre dos veces
  • Por molécula de glucosa, el ciclo de Krebs produce: 4 × CO 2 ; 2 × ATP; 6 × NADH + H + ; 2 × FADH 2

Definición del ciclo de Krebs


El ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico , es el segundo paso importante en la fosforilación oxidativa . Después de que la glucólisis descompone la glucosa en moléculas más pequeñas de 3 carbonos, el ciclo de Krebs transfiere la energía de estas moléculas a los portadores de electrones, que se utilizarán en la cadena de transporte de electrones para producir ATP.

 

Descripción del ciclo de Krebs


La mayoría de los organismos usan la glucosa como fuente principal de combustible, pero deben descomponer esta glucosa y almacenar la energía en el ATP y otras moléculas. El ciclo de Krebs está contenido dentro de las mitocondrias .

Dentro de la matriz mitocondrial, las reacciones del ciclo de Krebs agregan electrones y protones a varios portadores de electrones, que luego son utilizados por la cadena de transporte de electrones para producir ATP.

El ciclo de Krebs comienza con los productos de la glucólisis, que son dos moléculas de tres carbonos conocidas como piruvato . Esta molécula es ácida, por lo que el ciclo de Krebs también se llama ciclo del ácido tricarboxílico (TCA).

A lo largo de varias reacciones, estas moléculas se descomponen aún más en dióxido de carbono. La energía de las moléculas se mueve a otras moléculas, llamadas portadores de electrones . Estas moléculas llevan la energía almacenada a la cadena de transporte de electrones, que a su vez crea ATP.

Luego, la célula utiliza este ATP para impulsar diversas reacciones celulares, como la activación de enzimas o proteínas de transporte. El ciclo de Krebs es el segundo de 4 procesos diferentes que deben suceder para extraer la energía de la glucosa. En total, el ciclo de Krebs consta de 9 reacciones secuenciales.

Productos del ciclo de Krebs


El primer paso de utilizar glucosa, la glucólisis , produce unos pocos ATP, así como las moléculas que se procesarán con el ciclo de Krebs. Durante la glucólisis, una sola molécula de glucosa se divide en dos moléculas más pequeñas de tres carbonos llamadas piruvato . El piruvato se convierte luego en acetil CoA . Acetyl CoA se utiliza dentro del ciclo de Krebs para producir varios productos importantes. A su vez, estos productos impulsan la formación de ATP, la principal fuente de energía de la célula.

Antes de las primeras etapas del ciclo de Krebs, el piruvato se convierte en acetil CoA. Durante este proceso, se producen una molécula de CO 2 y una molécula del transportador de electrones NADH. El ciclo de Krebs implica la conversión de este acetil CoA en dióxido de carbono. Durante los pasos del ciclo, se liberan dos moléculas de CO 2 , además de 3 moléculas más de NADH, una de FADH 2 y una de GTP.

Entonces, por cada 1 molécula de piruvato agregada, el ciclo de Krebs producirá:

  • 2 moléculas de CO 2
  • 3 moléculas de NADH
  • 1 molécula de FADH 2
  • 1 molécula de GTP

Una molécula de glucosa contiene 2 moléculas de piruvato, por lo que 1 molécula de glucosa producirá el doble de la cantidad de productos enumerados anteriormente a medida que avanza en el ciclo de Krebs. Estos productos se convertirán en ATP en etapas posteriores de la respiración aeróbica . El dióxido de carbono es el único producto de “desecho” y debe eliminarse de la celda.

Los organismos grandes deben eliminar el dióxido de carbono de todas sus células. En estos animales, el dióxido de carbono se intercambia típicamente en las branquias o los pulmones por oxígeno, lo que ayuda a impulsar las etapas finales de la respiración aeróbica .

¿Dónde tiene lugar el ciclo de Krebs?


El ciclo de Krebs ocurre solo dentro de la matriz mitocondrial . El piruvato se forma en el citosol de la célula y luego se importa a las mitocondrias . Aquí, se convierte en acetil CoA y se importa a la matriz mitocondrial. La matriz mitocondrial es la parte más interna de las mitocondrias. El siguiente gráfico muestra las diferentes partes de las mitocondrias.

diagrama mitocondriales

La matriz mitocondrial tiene las enzimas y el entorno necesarios para que tengan lugar las complejas reacciones del ciclo de Krebs. Además, los productos del ciclo de Krebs impulsan la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa , que ocurren en la membrana mitocondrial interna. Los portadores de electrones descargarán sus electrones y protones en la cadena, lo que finalmente impulsará la producción de ATP. Esta molécula se exporta desde las mitocondrias como la principal fuente de energía para la célula.

Las mitocondrias se encuentran en casi todos los organismos, especialmente los organismos multicelulares . Las plantas, los animales y los hongos usan el ciclo de Krebs como una parte indispensable de la respiración aeróbica.

Pasos del ciclo de Krebs


El ciclo de Krebs tiene 9 reacciones principales, que suceden rápidamente en sucesión. La imagen a continuación muestra estas reacciones.

Tenga en cuenta que el citrato es la primera molécula creada después de que se agrega acetil CoA. Es por eso que el ciclo de Krebs también se conoce como el ciclo del ácido cítrico. Los productos del ciclo están en la imagen de arriba. Este proceso se conoce como un “ciclo” porque siempre termina en oxaloacetato que se puede combinar con un nuevo acetil CoA para producir una nueva molécula de citrato para cada ciclo.

Función de ciclo de Krebs


El ciclo de Krebs es probablemente la parte más importante del proceso de respiración aeróbica porque impulsa la formación de portadores de electrones. Estos portadores son importantes. Llevan la energía utilizada para crear una gran cantidad de moléculas de ATP en los pasos finales de la respiración aeróbica.

Los portadores de electrones producidos (NADH y FADH 2 ) no pueden proporcionar energía al proceso celular directamente. En cambio, los procesos de la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa utilizarán la energía de estas moléculas para activar el complejo enzimático ATP sintasa , que produce ATP.

 

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Ciclo de krebs
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Ciclo de krebs
Descripción
El ciclo de krebs: reacciones catalizadas por enzimas en células vivas que es la serie final de reacciones del metabolismo aeróbico de carbohidratos, proteínas y ácidos grasos, y por el cual se produce dióxido de carbono , se reduce el oxígeno y se forma ATP .
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