Izpratne par Krebsa ciklu šūnu elpošanā

Tāpat kā citām dzīvām būtnēm, šūnām ir jāveic vielmaiņa, lai ražotu enerģiju, no kurām viena ir elpošana. Šūnu elpošana var būt aerobiska, tas nozīmē, ka tā ietver pilnīgu substrāta sadalīšanu skābekļa klātbūtnē. Aerobā elpošana notiek šūnas mitohondrijos un rada vairāk enerģijas. Viens no aerobās elpošanas posmiem ir krebsa cikls. Kreba ciklu atklāja vācu ārsts un bioķīmiķis Hanss Ādolfs Krebs.

Krebsa cikls ir virkne ķīmisko reakciju, kas notiek dzīvās šūnās, lai iegūtu enerģiju no acetil-co-A, kas ir izmaiņas no pirovīnskābes, kas rodas glikolīzes rezultātā. Aerobās elpošanas posmi sākas no glikolīzes, oksidatīvās dekarboksilēšanas, Krebsa cikla un elektronu pārneses.

Šajā rakstā mēs apspriedīsim procesu, kas notiek krebsa ciklā.

Lielākā daļa enerģijas, kas nepieciešama dzīvajām būtnēm, rodas no katabolisma vai glikozes sadalīšanās, kas notiek šūnās. Sākumā glikozē notiks glikolīzes process, kas to pārveidos par pirovīnskābi. Ja skābekļa nav, pirovīnskābe anaerobās elpošanas ceļā tiks pārveidota par pienskābi vai spirtu. Bet, ja ir skābeklis, pirovīnskābe tiks apstrādāta, izmantojot aerobo elpošanu, lai pārstrādātu enerģijā, ūdenī un oglekļa dioksīdā.

(Lasiet arī: Evolūciju ietekmējošie faktori)

Krebsa ciklā ir divi svarīgi posmi, proti, oksidatīvā dekarboksilēšana un kreba cikls . Oksidatīvā dekarboksilēšana attiecas uz pirovīnskābes pārvēršanas par acetil-Co-A posmu. Turklāt acetil-Co tiks nogādāts mitohondriju matricā, lai veiktu Kreba ciklu.

Oksidatīvā dekarboksilēšana

Oksidatīvās dekarboksilēšanas stadijā glikolīzes rezultātā iegūtā pirovīnskābe tiks pārveidota par acetil-co-A. Šo posmu veic, izmantojot vairākas reakcijas, kuras katalizē fermentu komplekss, ko sauc par piruvāta dehidrogenāzi. Šis ferments ir atrodams eikariotu šūnu mitohondrijos un prokariotu šūnu citoplazmā.

krebsa cikls

Oksidatīvā dekarboksilēšana sākas ar karboksilgrupas (-COO) izdalīšanos no pirovīnskābes, kļūstot par CO 2 . Tad atlikušie divi pirovīnskābes atomi CH 3 COO formā pārnes elektronu pārpalikumu, lai kļūtu par NAD + molekulu, veidojot NADH. Abi oglekļa atomi pārvērtīsies par acetātu. Visbeidzot, koenzīms-A vai co-A tiks saistīts ar acetātu, veidojot acetil-koenzīmu-A vai acetil-ko-A.

Krebsa cikls

Tad acetil-co-A molekula nonāk krebsa ciklā, lai ražotu ATP, NADH, FADH 2 un CO 2 . Šī procesa posmi veidos loku tā, ka to sauc par ciklu.

krebsa cikls

Šis cikls sākas ar acetil-co-A saistīšanos ar oksaloacetātu, veidojot citrātu. Šo reakciju katalizē enzīma citrāta sintāze. Pēc tam enzīms akonitāze citrātu pārveidos par izocitrātu. Izocitrātu fermenta izositrāta dehidrogenāzes rezultātā pārstrādā alfa-ketoglutarātā. Šī reakcija atbrīvo CO 2 un rada NADH.

Turklāt alfa-ketoglutarāts vai a-ketoglutarāts fermenta alfa ketoglutarāta dehidrogenāzes ietekmē tiek pārveidots par sukcinil-co-A. Šī reakcija arī izdala CO 2 un rada NADH. Pēc tam fermentu sukcinil-ko-A sintetāze pārvērš sukcinil-co-A sukcinātā. Šis process ģenerē GTP, kuru pēc tam var pārveidot par ATP.

Pēc tam iepriekšējā procesa sukcināts ar fermenta sukcināta dehidrogenāzes palīdzību tiek pārveidots par fumarātu un ražo FADH 2 . Fumarāts fermenta fumarāzes ietekmē tiks pārveidots par malātu. Tad malātu fermenta malāta dehidrogenāzes rezultātā pārstrādā oksaloacetātā. Šis process rada NADH.

Viena acetila co-A molekula, kas apstrādāta krebsa ciklā, var radīt 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH 2 un 2 CO 2 . Tā kā vienu glikozes molekulu var sadalīt divās acetil-co-A, viena glikozes molekula caur Krebsa ciklu var radīt 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH 2 un 4 CO 2 . NADH un FADH 2 molekulas vēlāk iekļūs elektronu pārneses procesā, lai ražotu ATP.