Qué es Ciclo de Krebs:
El ciclo de Krebs, o ciclo del ácido cítrico, genera la mayor parte de los acarreadores de electrones (energía) que se conectarán en la cadena transportadora de electrones (CTE) en la última parte de la respiración celular de las células eucariontes.
También se le conoce como el ciclo del ácido cítrico porque es una cadena de oxidación, reducción y transformación del citrato.
El citrato o ácido cítrico es una estructura de seis carbonos que completa el ciclo regenerándose en oxalacetato. El oxalacetato es la molécula necesaria para producir nuevamente ácido cítrico.
El ciclo de Krebs solo es posible gracias a la molécula de glucosa que produce el ciclo de Calvin o la fase oscura de la fotosíntesis.
La glucosa, mediante la glucólisis, generará los dos piruvatos que producirán, en lo que se considera como la fase preparatoria del ciclo de Krebs, acetil-CoA, necesaria para obtener citrato o ácido cítrico.
Vea también Ciclo Calvin.
Las reacciones del ciclo de Krebs acontecen en la membrana interna de las mitocondrias, en el espacio intermembranoso que se ubica entre las cristas y la membrana externa.
Este ciclo necesita de catálisis enzimáticas para funcionar, o sea, necesita la ayuda de enzimas para que las moléculas puedan reaccionar entre sí y se considera un ciclo porque existe una reutilización de las moléculas.
Pasos del ciclo de Krebs
El comienzo del ciclo de Krebs es considerado en algunos libros a partir de la transformación de la glucosa generada por la glucólisis en dos piruvatos.
A pesar de ello, si consideramos la reutilización de una molécula para designar un ciclo, al ser la molécula regenerada oxaloacetato de cuatro carbonos, consideraremos la fase anterior a ella como preparatoria.
Vea también Glucosa.
En la fase preparatoria, la glucosa obtenida de la glucólisis se separará para crear dos piruvatos de tres carbonos produciendo también un ATP y un NADH por piruvato.
Cada piruvato se oxidará transformándose en una molécula de acetil-CoA de dos carbonos y generando un NADH de NAD+.
El ciclo de Krebs recorre cada ciclo dos veces simultáneamente por las dos coenzimas acetil-CoA que generan los dos piruvatos mencionados anteriormente.
Cada ciclo se divide en nueve pasos donde se detallarán las enzimas catalizadoras más relevantes para la regulación del equilibrio energético necesario:
Primer paso
La molécula de acetil-CoA de dos carbonos se une a la molécula oxalacetato de cuatro carbonos.
Libera grupo CoA.
Produce citrato de seis carbonos (ácido cítrico).
Segundo y tercer paso
La molécula de citrato de seis carbonos se convierte en isómero isocitrato, primero retirando una molécula de agua para, en el paso siguiente, incorporarla nuevamente.
Libera molécula de agua.
Produce isómero isocitrato y H2O.
Cuarto paso
La molécula de isocitrato de seis carbonos se oxida transformándose en α-cetoglutarato.
LiberaCO2 (una molécula de carbono).
Produce α-cetoglutarato de cinco carbonos y NADH de NADH+.
Enzima relevante: isocitrato deshidrogenasa.
Quinto paso
La molécula de α-cetoglutarato de cinco carbonos se oxida obteniendo succinil-CoA.
Libera CO2 (una molécula de carbono).
Produce succinil-CoA de cuatro carbonos.
Enzima relevante: α-cetoglutarato deshidrogenasa.
Sexto paso
La molécula succinil-CoA de cuatro carbonos sustituye su grupo CoA por un grupo de fosfato produciendo succinato.
Produce succinato de cuatro carbonos y ATP de ADP o GTP de GDP.
Séptimo paso
La molécula succinato de cuatro carbonos se oxida formando fumarato.
Produce fumarato de cuatro carbonos y FADH2 de FDA.
Enzima: permite que el FADH2 transfiera sus electrones directamente a la cadena de transporte de electrones.
Octavo paso
La molécula de fumarato de cuatro carbonos se le agrega a la molécula de malato.
Libera H2O.
Produce malato de cuatro carbonos.
Noveno paso
La molécula de malato de cuatro carbonos se oxida regenerando la molécula de oxalacetato.
Produce: oxalacetato de cuatro carbonos y NADH de NAD+.
Vea también Molécula.
Productos del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs produce la gran mayoría de los ATP teóricos que genera la respiración celular.
Se considerará el ciclo de Krebs desde la combinación de la molécula de cuatro carbonos oxalacetato o ácido oxalacético con la coenzima acetil-CoA de dos carbonos para producir ácido cítrico o citrato de seis carbonos.
En este sentido, cada ciclo de Krebs produce 3 NADH de 3 NADH+, 1 ATP de 1 ADP y 1 FADH2 de 1 FAD.
Como el ciclo se produce dos veces en simultáneo debido a las dos coenzimas acetil-CoA producto de la fase anterior llamada oxidación del piruvato, se debe multiplicar por dos, lo que da como resultado:
- 6 NADH que generará 18 ATP
- 2 ATP
- 2 FADH2 que generará 4 ATP
La suma anterior nos da 24 de los 38 ATP teóricos que resultan de la respiración celular.
Los restantes ATP se obtendrán de la glucólisis y de la oxidación del piruvato.
Vea también