Czy cykl Krebsa jest aerobem czy beztlenowym, to bardzo trudne pytanie. Ponieważ sam cykl Krebsa nie wymaga tlenu, ale przy braku tlenu proces zostanie zatrzymany. Więc tutaj dowiemy się, jaka jest odpowiedź na cykl Krebsa aerobowy lub beztlenowy.
Sam proces cyklu Krebsa nie wymaga żadnej cząsteczki tlenu. Ale po zakończeniu, gdy cząsteczka reduktora przechodzi łańcuch transportu elektronów, O2 służy jako ostatni akceptor elektronów. W przypadku braku O2 cały proces wraz z cyklem Krebsa zostałby zablokowany. Dlatego chociaż cykl Krebsa nie wymaga O2 sam w sobie jest to proces oddychania tlenowego.
Słynny niemiecki biolog, biochemik Sir Hansa Adolfa Krebsa i Williama Arthura Johnsona po raz pierwszy zidentyfikowano ten proces w 1937 roku. Zgodnie z nazwiskiem Sir HA Krebsa, proces ten nazywa się cyklem Krebsa. Cykl ten jest również znany jako cykl kwasu cytrynowego, ponieważ na początku tego procesu acetylo-CoA reaguje ze szczawiooctanem i wytwarza kwas cytrynowy.
Kwas cytrynowy (cząsteczka 6-węglowa) ma w sobie trzy grupy karboksylowe (- COOH). Dlatego cykl ten jest również nazywany cyklem TCA lub cyklem kwasów trikarboksylowych. Cykl Krebsa to 8 reakcji enzymatycznych. Enzymy zaangażowane w cykl Krebsa to Syntaza cytrynianowa, akonitaza, dehydrogenaza izocytrynianowa, α-ketoglutaran, syntetaza sukcynylo-CoA, dehydrogenaza bursztynianowa, fumaraza, dehydrogenaza jabłczanowa itp.
Oprócz niewielkich ilości energii Cykl Krebsa produkuje reduktory, które później uczestniczą w procesie fosforylacji oksydacyjnej. Po ukończeniu jednego cyklu 3 cząsteczki NADH, 1 cząsteczka FADH2, 1 cząsteczka GTP (lub ATP), 2 cząsteczki CO2 są produkowane.
Czy cykl Krebsa jest tlenowy czy beztlenowy? od Wikimedia Commons
Czy cykl Krebsa występuje w oddychaniu beztlenowym?
Chociaż cykl Krebsa nie wymaga tlenu, jest to wyłącznie metoda oddychania tlenowego.
In oddychanie beztlenowe proces, pierwszy krok jest taki sam jak proces oddychania tlenowego, czyli glikolizy. W procesie glikolizy cząsteczka cukru rozpada się na 3-węglową cząsteczkę pirogronianu (C3H4O3) i wytwarza pewną ilość energii (2 ATP). Po tym w procesie beztlenowym z powodu braku tlenu, redukujący NADH nie ulega fosforylacji oksydacyjnej, a proces cyklu Krebsa również byłby utrudniony. Z tego powodu cykl Krebsa nie występuje w trybie beztlenowym.
Zamiast cyklu Krebsa po procesie glikolizy w trybie beztlenowym cząsteczki przechodzą proces produkcji kwasu mlekowego lub fermentacji alkoholowej i uwalniają niewielkie ilości ATP (2 ATP).
Podczas produkcji kwasu mlekowego cząsteczka cukru najpierw ulega glikolizie i przekształca się w trzycząsteczkowy pirogronian (C3H4O3), po czym ponownie się rozpada, aby wytworzyć kwas mlekowy i energię.
C6H12O6 → C3H6O3 + energia (2ATP)
W procesie fermentacji alkoholowej cząsteczka cukru ulega glikolizie i przekształca się w trzycząsteczkowy pirogronian (C3H4O3), po czym rozpada się i przekształca w alkohol (etanol) i wytwarza energię oraz dwutlenek węgla (CO2).
C6H12O6 → C2H5OH + CO2 + energia (2ATP)
Kroki cyklu Krebsa
Glikoliza jest pierwszym etapem procesu oddychania, po którym wytworzony pirogronian wchodzi do macierzy mitochondrialnej i jest utleniany. Po uwolnieniu grupy karboksylowej w postaci dwutlenku węgla przekształca się w acetylo-CoA. Acetylo-CoA jest jedyną cząsteczką, która jako pierwsza wchodzi w proces cyklu Krebsa. ten Cykl Krebsa przebiega w kilku krokach.
- Kondensacja między acetylo-CoA i szczawiooctanem
- Izomeryzacja kwasu cytrynowego
- Dekarboksylacja ispcytrynianu
- Dekarboksylacja oksydacyjna α-ketoglutaranu
- sukcynylo-CoA do bursztynianu
- Odwodnienie bursztynianu
- Nawodnienie fumaranu
- Odwodornienie L-jabłczanu
Czy cykl Krebsa jest tlenowy czy beztlenowy od? Wikimedia Commons
Kondensacja między acetylo-CoA i szczawiooctanem
Na początku acetylo-CoA wytwarzany przez utlenianie pirogronianu był związany ze szczawiooctanem (OAA). Jest to nieodwracalna reakcja, w której syntaza cytrynianowa angażuje i tworzy cytrynian i coA.
Izomeryzacja kwasu cytrynowego
Jest to dwuetapowa reakcja odwracalna, w której enzym akonitaza powoduje odwodnienie cytrynianu i przekształca go w cis-akonitazę. Po tym etapie cis-akonitaza ulega rehydratacji i tworzy izocytrynian.
Dekarboksylacja izocytrynianu
Jest to również reakcja dwuetapowa. Na początku enzym dehydrogenaza izocytrynianowa przekształca izocytrynian w szczawianobursztynian i NAD+ w NADH.
W drugim etapie dekarboksylację ułatwia przekształcenie szczawiobursztynianu w α-ketoglutaran i uwolnienie 1 cząsteczki CO2.
Dekarboksylacja oksydacyjna α-ketoglutaranu
Podobnie jak poprzedni krok, jest to również reakcja utleniania-redukcji. Jest to nieodwracalna reakcja, w której dehydrogenaza α-ketoglutaranu uwalnia grupę karboksylową lub 1 cząsteczkę CO2 i przekształca α-ketoglutaran w sukcynylo-CoA. W tej reakcji powstaje 1 cząsteczka NADH.
sukcynylo-CoA do bursztynianu
Jest to jedyny etap, który powoduje fosforylację difosforanu guanozyny i wytwarza cząsteczki GTP. Ten etap ułatwia enzym syntaza sukcynylo-CoA, który przekształca sukcynylo-CoA w bursztynian i wytwarza GTP.
Odwodnienie bursztynianu
Na tym etapie dehydrogenaza bursztynianowa, odwodorniony bursztynian do
Fumaran. W tej reakcji FAD służy jako akceptor elektronów i przekształca się w FADH2. Przechodzi przez łańcuch transportu elektronów i na końcu wytwarza 2 cząsteczki ATP.
Nawodnienie fumaranu
To reakcja odwracalna. Enzym fumaraza nawilża fumaran i przekształca go w L-jabłczan.
Odwodornienie L-jabłczanu
Jest to również reakcja oksydacyjno-redukcyjna, w której bierze udział dehydrogenaza L-jabłczanowa. L-jabłczan dehydrogenazy L-jabłczanowej pokrywający L-jabłczan w szczawiooctan, a także przekształca NAD+ w reduktor NADH. Jest to ostatni etap cyklu, po którym NADH uczestniczy w mechanizmie łańcucha transportu elektronów i wytwarza energię. Szczawiooctan umożliwia ponowne powtórzenie cyklu z asocjacją acetylo-coA.
Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj nasz artykuł na temat Przykłady aktywnego transportu: podstawowy, wtórny z objaśnieniami
Czy fosforylacja oksydacyjna w cyklu Krebsa?
W procesie oddychania tlenowego cały mechanizm ulega na ostatnim etapie fosforylacji oksydacyjnej i uwalnia energię poprzez zrywanie wiązań. W tym procesie NADH przekształca się w NAD, a cząsteczka tlenu służy jako ostatnia cząsteczka akceptora elektronów.
Cykl Krebsa nie jest procesem fosforylacji oksydacyjnej, oba różnią się od siebie. Fosforylacja oksydacyjna następuje pod koniec cyklu Krebsa. Gdzie cykl Krebsa wytwarza dwutlenek węgla lub CO2, trifosforan adenozyny lub ATP i reduktor NADH (dinukleotyd nikotynamidoadeninowy) i FAD (dinukleotyd flawinoadeninowy). Proces fosforylacji oksydacyjnej wytwarza cząsteczki energii lub ATP poprzez redukcję NADH do NAD.
Proces fosforylacji oksydacyjnej z Wikimedia Commons
Czy cykl Krebsa jest kataboliczny czy anaboliczny?
Procesy metaboliczne, w których złożone cząsteczki rozkładają się i przekształcają w mniejsze jednostki oraz uwalnianie energii, są reakcjami katabolicznymi. Proces metaboliczny to reakcja wymagająca energii, w której złożone cząsteczki są konstruowane przy użyciu mniejszych jednostek molekularnych.
W cyklu Krebsa widać, że z utleniania acetylo-CoA, GTP, NADH, FADH2 itp. powstają podobnie jak reakcja kataboliczna. Z kolei związki pośrednie (cytrynian, α-ketoglutaran, bursztynian) tej reakcji są wykorzystywane w różnych złożonych mechanizmach budowy cząsteczek, podobnie jak reakcje anaboliczne. Oznacza to, że cykl Krebsa ma w sobie zarówno właściwości kataboliczne, jak i anaboliczne, dlatego nazywany jest reakcją amfiboliczną. W którym procesie metabolicznym występują zarówno reakcje anaboliczne, jak i kataboliczne, znane są jako reakcje amfiboliczne.
Czy cykl Krebsa jest częścią fotosyntezy?
Cykl Krebsa nie jest częścią procesu fotosyntezy. Cykl Krebsa jest częścią oddychania komórkowego proces, w którym występuje w macierzy mitochondrialnej komórki.
W procesie fotosyntezy zachodzi proces biochemiczny zwany cyklem Calvina lub cyklem C3, który zachodzi w chloroplastach rośliny. Ten proces przekształca CO2 lub dwutlenek węgla na cząsteczki cukru lub glukozy (C6H12O6).
Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj nasz artykuł na temat Różnica między chromosomami komórek zwierzęcych i roślinnych: analiza porównawcza struktury, funkcji i faktów
W sumie można powiedzieć, że cykl Krebsa jest jedną z najważniejszych reakcji amfibolicznych w procesie oddychania tlenowego.
Przeczytaj także:
- Przykłady pasożytów jelitowych
- Wakuola pokarmowa w pantofelku
- Charakterystyka skoczogona
- Czy komórki tkankowe mają jądro?
- Przykłady roślin transgenicznych
- Przykłady kofaktorów
- Czy prokarioty mają jądro
- Cytoplazma w czerwonych krwinkach
- Adenina kontra tymina
- Funkcja wici u bakterii
Witam, nazywam się Piyali Das i kontynuuję studia podyplomowe z zoologii na Uniwersytecie w Kalkucie. Bardzo pasjonuję się pisaniem artykułów akademickich. Moim celem jest wyjaśnianie czytelnikom skomplikowanych rzeczy w prosty sposób poprzez moje pisma.