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 rompe 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.
Resumen del ciclo de Krebs
La mayoría de los organismos utilizan la glucosa como principal fuente de combustible, pero deben descomponer esta glucosa y almacenar la energía en 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 denomina ciclo del ácido tricarboxílico (TCA). A lo largo de una serie de reacciones, estas moléculas se descomponen aún más en dióxido de carbono. La energía de las moléculas se traslada a otras moléculas, llamadas portadoras de electrones. Estas moléculas transportan la energía almacenada a la cadena de transporte de electrones, que a su vez crea ATP.
Luego, la célula usa 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 para 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. Luego, el piruvato se convierte en acetil CoA . Luego, el acetil 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 portador de electrones NADH. El ciclo de Krebs implica convertir 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 luego 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 generalmente se intercambia 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.
La matriz mitocondrial tiene las enzimas y el entorno necesarios para que se produzcan 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 , los cuales ocurren en la membrana mitocondrial interna. Los portadores de electrones descargarán sus electrones y protones en la cadena, lo que finalmente impulsa la producción de ATP. Luego, esta molécula se exporta de la mitocondria como principal fuente de energía para la célula.
Las mitocondrias se encuentran en casi todos los organismos, especialmente en los organismos multicelulares. Las plantas, los animales y los hongos utilizan el ciclo de Krebs como parte indispensable de la respiración aeróbica.
Pasos del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs tiene 9 reacciones principales, que ocurren rápidamente en sucesión. La siguiente imagen 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 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 una nueva 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. Transportan 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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