ciclo de krebs y fosforilación oxidativa
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Ciclo de Krebs
Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del Ácido Tricarboxílico
Hans Krebs1937
Nobel de Medicina en
1953
Las Moléculas de alimento se degradan en 3 etapas. Etapa 1: La Digestión, ocurre afuera de
las células o en un orgánulo intracelular especializado que recibe el nombre de
lisosoma. Etapa 2: Comienza en el citosol y
termina en las mitocondrias. El catabolismo celular es una serie de
reacciones llamada glucólisis convierte cada molécula de glucosa en dos
moléculas más pequeñas de piruvato.
Etapa 3 Degradación oxidativa de las moléculas de
alimento ocurre completamente en las mitocondrias.
EL grupo acetilo en la acetil CoA se transfiere a una molécula llamada oxalacetato y forma citrato, que entra en una serie de reacciones que componen el ciclo del ácido cítrico.
El grupo acetilo transferido se oxida al CO2 en estas reacciones y se generan grandes cantidades de transportador de electrones de alta energía NADH.
Por último, los electrones de alta energía del NADH se transfieren a lo
largo de una serie de enzimas ubicadas en la membrana mitocondrial interna que recibe el nombre de cadena de transporte de electrones, donde la
energía liberada por su transferencia se utiliza en el impulso de un proceso que
genera ATP y consume oxígeno molecular.
En el curso de su procesamiento a acetil CoA sólo una pequeña parte de la energía útil almacenada en sustancias nutritivas se extrae y se convierte en ATP o NADH.
La mayor parte de la energía todavía se encuentra encerrada en la acetil CoA.
En los eucariontes, el ciclo de ácido cítrico ocurre en las mitocondrias, los
orgánulos hacia los cuales se dirigen el piruvato y los ácidos grasos y producen
acetil CoA.
CICLO DE
KREBS
Oficialmente…
El ciclo del ácido cítrico realiza alrededor de los dos tercios de la oxidación total de los compuestos
carbonados en la mayoría de las células y sus principales productos finales son CO2 y electrones de alta energía en la
forma de NADH.
El ciclo del ácido cítrico en sí no utiliza O2 pero lo necesita para proseguir porque la cadena de transporte de electrones permite que el NADH libere sus electrones y así regenere el NAD+ necesario para que siga funcionando el ciclo.
El ciclo del ácido cítrico, se producen en la matriz mitocondrial, cataliza la oxidación completa los átomos de carbono de los grupos acetilo en la acetil CoA y se convierte en CO2.
EL grupo acetilo no se oxida en forma directa sino que se trasfiere de la acetil CoA a una molécula más grande, de cuatro carbonos, el oxalacetato, lo que forma el ácido Tricarboxílico de seis carbonos llamado ácido cítrico.
Luego, la molécula de ácido cítrico se oxida gradualmente y la energía de esta oxidación se utiliza en la producción de moléculas transportadoras de energía abundante, de un modo muy semejante al que se describe para la glucólisis.
La cadena de ocho reacciones forma un ciclo porque el oxalacetato que inició el proceso se regenera al final.
+ H+
Paso 1
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
Paso 6
Paso 7
Paso 8
Ecuación del Ciclo de Krebs Acetil-CoA + 3 NAD+ + GDP + Pi + 2 H2OCoA + 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 3 H+
¿Qué obtenemos del Ciclo de Krebs?
Molécula Cantidad En el paso…
NADH 3 3, 4, 8
GTP 1 5
FADH 1 6
CO2 2 3, 4
GTP es un allegado cercano del ATP y la transferencia al ADP de su grupo fosfato terminal produce una molécula de ATP en cada ciclo.
Al igual que el NADH, el FADH2 es un transportador de electrones de alta energía y de hidrógeno.
Muchos de los intermediarios formados en la glucólisis y el ciclo cítrico se desvían hacia vías biosintéticas, donde series de reacciones catalizadas por enzimas los convierten en aminoácidos, nucleótidos, lípidos y otras moléculas orgánicas pequeñas que la célula necesita.
El oxalacetato y el alpha-cetoglutarato del ciclo del ácido cítrico, por ejemplo, se transfieren desde la mitocondria de nuevo hacia el citosol, donde actúan como precursores para muchas moléculas esenciales, como los aminoácidos aspartato y glutamato, respectivamente.
Fosforilación Oxidativa
Cadena de Transporte de Electrones:
Los transportadores de electrones NADH y FADH2 transfieren a la
cadena de transporte de electrones los electrones que han adquirido mediante la oxidación de otras
moléculas.
La energía que se almacena en los electrones de alta energía del NADH y el FADH2, que se transfieren con facilidad, luego se utiliza en la producción de ATP mediante el proceso de la fosforilación oxidativa, el cual ocurre en la membrana mitocondrial.
La fosforilación oxidativa es el único paso en el catabolismo oxidativo de los alimentos que necesita O2 directo de la atmósfera.
La principal moneda de las células es el ATP, en las células eucariontes se forman pequeñas cantidades durante la glucolisis, pero la mayor parte se produce por fosforilación oxidativa en las mitocondrias.
Este proceso consiste en dos fases, en las cuales intervienen complejos proteicos en la membrana:
Fase 1.-los electrones procedentes de la oxidación de las moléculas de los alimentos se transfieren mediante la cadena transportadora de electrones, esta transferencia libera energía que bombea protones (H+) procedentes del agua y así genera un gradiente electroquímico. El gradiente iónico es una forma de almacenamiento.
Fase 2.- el H+ fluye a favor de su gradiente mediante ATP sintasa, que cataliza la síntesis de ATP, la cual hace posible que el gradiente de protones impulse la producción de ATP.
Mitocondrias y Fosforilación Oxidativa
Las mitocondrias producen la mayor parte del ATP, sin ellas las células dependerían de la glucolisis.
Cuando la glucosa se transforma en piruvato mediante la glucolisis se producen solo dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa, en cambio, en las mitocondrias la energía liberada se aprovecha en forma tan eficiente que se generan unas 30 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que se oxida.
FIN :D