El ciclo de Krebs es una de las etapas de la respiración celular en las células animales y se encarga de generar energía para las reacciones.
El ciclo de Krebs es una de las fases de la respiración celular aeróbica estudiada dentro de la Química Orgánica . Fue descubierto en 1938 por el bioquímico Hans Adolf Krebs. También conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico, ocurre en la matriz mitocondrial de las células animales. Este paso se considera una vía anfibólica con funciones tanto catabólicas como anabólicas.
La respiración celular se lleva a cabo de la siguiente manera: primero, la glucosa extraída de los carbohidratos (C 6 H 12 O 6 ) se descompone en dos moléculas más pequeñas de ácido pirúvico o piruvato (C 3 H 4 O 3 ). Luego estos son degradados por la glucólisis. Luego comienza el ciclo de Krebs, donde se elimina el CO 2 del piruvato. Así, el nuevo grupo acetilo se une a la coenzima A (CoA) y forma Acetil-CoA.
Finalmente, se produce la cadena respiratoria. Cuando ocurre una descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico que forma Acetil-CoA, la reacción produce una molécula cargada de energía : NADH. En este paso, la mayor parte de la energía ocurre en la transferencia de electrones del hidrógeno extraído previamente. De esta forma, el ácido oxalacético se restaura y se devuelve a la matriz mitocondrial para reiniciar el ciclo.
Reacciones del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs pasa por 10 etapas, 8 de las cuales son reacciones oxidativas, es decir, que requieren oxígeno . Las enzimas mitocondriales son responsables de acelerar las reacciones. Así, el inicio del ciclo de Krebs ocurre con la formación de acetil-CoA en la matriz mitocondrial. Cada molécula de acetil-CoA reacciona con una molécula de ácido oxalacético, dando como resultado citrato (ácido cítrico) y coenzima A. Ver:
1 acetil-CoA + 1 ácido oxalacético 1 ácido cítrico + 1 CoA
(2 carbonos) (4 carbonos) (6 carbonos)
Este ácido se transforma en nuevos compuestos por oxidación y descarboxilación. Así se origina el ácido cetoglutárico o cetoglutarato. Luego se libera CO 2 y se forma NADH + + H + . Luego el ácido cetoglutárico sufre una reacción de descarboxilación oxidativa, originándose ácido succínico, NADH + y una molécula de GTP (guanosina trifosfato).
El GTP se encarga de proporcionar la energía necesaria para algunos procesos celulares, como la síntesis de proteínas. Luego, el succinato se oxida y se convierte en fumarato, cuya coenzima es FAD. De esta forma, se genera FADH 2 , otra molécula portadora de energía. El ácido fumárico, a su vez, se hidrata para formar ácido málico. Finalmente, el malato se oxida a ácido oxaloacético. Así, se reinicia el ciclo de Krebs.
Por lo tanto, podemos ver que estas reacciones liberan cada citrato, en forma de dos moléculas de CO 2 y cuatro hidrógenos. Mientras que otro citrato se transforma de nuevo en ácido oxalacético. Los ocho hidrógenos liberados reaccionan con NAD y FAD y son conducidos a las cadenas respiratorias. En ellos, los hidrógenos aportarán energía para la síntesis de ATP.
Funciones e importancia
La función principal del ciclo de Krebs es promover la degradación de los productos finales del metabolismo de carbohidratos, lípidos y varios aminoácidos. Es decir, es una reacción catabólica, ya que convierte estas sustancias en acetil-CoA, con liberación de CO 2 y H 2 O y síntesis de ATP. Por lo tanto, la conservación de energía para la célula.
El ciclo del ácido cítrico también se clasifica como un ciclo anfibólico porque tiene una función anabólica. Así, produce intermediarios que sirven para la construcción de moléculas.
Para que existan ambas funciones, las concentraciones de los intermedios se mantienen y controlan mediante reacciones anapleróticas. Por lo tanto, este ciclo sirve como productor de energía y generador de compuestos necesarios para la respiración celular.
Si te pareció interesante, ven y lee sobre ¿Qué es la ósmosis? Descubra cómo se mueve el agua en la célula .