O ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico, es uno de los pasos en respiración celular, un proceso aeróbico para obtener energía que tiene lugar en las células de muchos organismos. En el ciclo de Krebs, ocurre la oxidación completa de moléculas que son fuentes de energía, como carbohidratos y ácidos grasos.
Leer tambien: Organismos aeróbicos y anaeróbicos
En oxidación de glucosa, el ciclo de Krebs presenta, al final del proceso, un balance de seis moléculas de NADH (dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido), dos moléculas de FADH2 (nucleótido de flavina adenina reducido), dos moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) y cuatro moléculas de CO2 (dióxido de carbono). Presentamos a continuación la importancia de este ciclo en el proceso de obtención de energía, detallando cómo ocurre cada una de sus etapas.
Tabla de contenidos
¿Qué es el ciclo de Krebs?
El ciclo de Krebs es una de las etapas de respiración celular, proceso de obtención de energía llevado a cabo en presencia de oxígeno (proceso aeróbico) por la mayoría de las células eucariotas y algunas procariotas. En este proceso, una molécula orgánica se degrada, dando como resultado dióxido de carbono, agua y energía como productos finales. Esta energía se utiliza en las reacciones más diversas que tienen lugar en las células.
En el ciclo de Krebs, el oxidación de fuentes de energía, como carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos, y los productos de este paso son CO2 y electrones altamente energéticos, almacenados en moléculas portadoras de energía.
No pares ahora … Hay más después del anuncio;)
Importancia y descubrimiento
El ciclo de Krebs es extremadamente importante, ya que es el principal responsable de oxidación de carbono que ocurre en la mayoría de las células. Por lo tanto, algunos de sus productos pueden transferirse al citosol y usarse en reacciones anabólicas, como la síntesis de aminoácidos.
Este ciclo recibe este nombre como una forma de honrar al investigador Hans Krebs, jefe del grupo de investigación que trabajó en esta vía metabólica, dilucidando este ciclo, en la década de 1930. Por este descubrimiento, Hans Krebs recibió, en 1953, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina.
Lea también: División celular: el proceso responsable de la reproducción celular
Glucólisis y ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs es responsable de la oxidación total de la glucosa en el proceso de respiración celular. Sin embargo, esta oxidación comienza en una etapa anterior de la respiración celular, la glucólisis.
En la glucólisis, la glucosa, una molécula que consta de seis átomos de carbono, se oxida, dando lugar a dos moléculas con tres átomos de carbono, llamadas piruvato. La glucosa (carbohidrato) es una de las principales fuentes de energía de la célula y también se utiliza en la síntesis de otras moléculas orgánicas. El balance final de la glucólisis son dos moléculas de piruvato, dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH.
En presencia de oxígeno, el el piruvato está completamente oxidado. En los organismos procariotas, este proceso de oxidación tiene lugar en el citosol de la célula. En los organismos eucariotas, el proceso tiene lugar en las mitocondrias.
Cada molécula de piruvato que ingresa a la mitocondria se oxida, formando un grupo acetilo (-CH3CO) y se descarboxila, liberando CO2. En esta etapa, también se forman dos moléculas de NADH. El grupo acetilo se une a la coenzima A (CoA), formando acetilcoenzima A o acetil-CoA, que luego se convierte en un sustrato para el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs.
Etapas do ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs comienza con la entrada de acetil-CoA producido anteriormente. El grupo acetilo de la acetil-CoA reacciona con el oxaloacetato, un ácido compuesto por cuatro carbonos, formando citrato (forma oxidada del ácido cítrico), que está compuesto por seis carbonos. Luego se libera la coenzima A para unirse a un nuevo grupo acetilo. Entonces ocurren reacciones que hacen que el citrato se degrade gradualmente. En este proceso se produce la eliminación y oxidación de dos de sus átomos de carbono, formando CO2. El oxaloacetato se regenera y puede reaccionar con otra acetil-CoA, iniciando el ciclo nuevamente. Es importante resaltar que cada paso del ciclo de Krebs es catalizado por una enzima específica.
A medida que se produce la oxidación del citrato, energía se libera y se utiliza en la producción de moléculas portadoras de energía. En cada ciclo, para cada grupo acetilo, una molécula de ADP se convierte en ATP; 3 NAD+ se reducen a NADH; FAD recibe dos electrones y dos protones, formando FADH2.
Algunas células animales también pueden formar GTP (trifosfato de guanosina). Esta molécula se parece al ATP y puede usarse para la producción de ATP o directamente por la célula. Considerando que cada molécula de glucosa produce dos acetil-CoA, al final del ciclo de Krebs, se habrán producido 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP.
Ecuación general del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs se puede describir a través de la siguiente ecuación general:
|
Oxaloacetato + acetil-CoA + 3 H2O + ADP + PI + 3 NAD+ + FAD → Oxaloacetato + 2CO2 + CoA + ATP + 3NADH + 3H+ + FADH2 |