Diğer canlılar gibi hücrelerin de enerji üretmek için metabolizma yapması gerekir ki bunlardan biri solunum yoluyla olur. Hücresel solunum aerobik olabilir, yani oksijen varlığında substratın tamamen parçalanmasını içerir. Aerobik solunum hücrenin mitokondrilerinde gerçekleşir ve daha fazla enerji üretir. Aerobik solunumdaki aşamalardan biri de krebs döngüsüdür. Krebs döngüsü, Alman bir doktor ve biyokimyacı olan Hans Adolf Krebs tarafından keşfedildi.
Krebs döngüsü, glikolizden kaynaklanan piruvik asitten bir değişiklik olan asetil ko-A'dan enerji üretmek için canlı hücrelerde meydana gelen bir dizi kimyasal reaksiyondur. Aerobik solunum aşamaları glikoliz, oksidatif dekarboksilasyon, krebs döngüsü ve elektron transferinden başlar.
Bu yazıda krebs döngüsünde yer alan süreci tartışacağız.
Canlıların ihtiyaç duyduğu enerjinin çoğu, hücrelerde meydana gelen katabolizmadan veya glikozun parçalanmasından gelir. İlk önce glikoz, onu pirüvik aside dönüştürecek bir glikoliz sürecine girecektir. Oksijen yoksa, pirüvik asit anaerobik solunum yoluyla laktik asit veya alkol haline gelmek üzere işlenecektir. Ancak oksijen varsa, piruvik asit aerobik solunum yoluyla işlenerek enerji, su ve karbondioksite dönüştürülecektir.
(Ayrıca şunu okuyun: Evrimi Etkileyen Faktörler)
Krebs döngüsünde oksidatif dekarboksilasyon ve krebs döngüsü olmak üzere iki önemli aşama vardır . Oksidatif dekarboksilasyon, piruvik asidin asetil ko-A'ya dönüştürülmesindeki adımı ifade eder. Ayrıca, asetil ko-A, krebs döngüsüne girmek için mitokondriyal matrise getirilecektir.
Oksidatif Dekarboksilasyon
Oksidatif dekarboksilasyon aşamasında, glikolizden elde edilen piruvik asit, asetil ko-A'ya dönüştürülecektir. Bu aşama, piruvat dehidrojenaz adı verilen bir enzim kompleksi tarafından katalize edilen birkaç reaksiyonla gerçekleştirilir. Bu enzim, ökaryotik hücrelerin mitokondrilerinde ve prokaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunur.
Oksidatif dekarboksilasyon CO olmak için, piruvik asitten, karboksilik grubu (-COO-) serbest bırakılması ile başlar 2 . Daha sonra, CH şeklinde piruvik asidin kalan iki atom 3 COO - NADH oluşturmak için NAD + molekülü olmak için fazla elektron transfer eder. İki karbon atomu molekülü asetata dönüşecektir. Son olarak, koenzim-A veya ko-A, asetil koenzim-A veya asetil ko-A oluşturmak için asetata bağlanacaktır.
Krebs döngüsü
Asetil ko-A molekülü daha sonra ATP, NADH, FADH 2 ve CO 2 üretmek için krebs döngüsüne girer . Bu süreçteki aşamalar, döngü olarak adlandırılacak şekilde bir daire oluşturacaktır.
Bu döngü, asetil ko-A'nın sitrat oluşturmak için oksaloasetata bağlanmasıyla başlar. Bu reaksiyon, sitrat sentaz enzimi tarafından katalize edilir. Daha sonra sitrat, akonitaz enzimi tarafından izositere dönüştürülecektir. İzositrat, izositrat dehidrojenaz enzimi tarafından alfa-ketoglutarata işlenir. Bu reaksiyon, CO açıklamaları 2 ve NADH üretir.
Ayrıca, alfa-ketoglutarat veya a-ketoglutarat, alfa ketoglutarat dehidrojenaz enzimi tarafından süksinil ko-A'ya dönüştürülür. Bu reaksiyon, aynı zamanda CO açıklamaları 2 ve NADH üretir. Süksinil ko-A daha sonra süksinil ko-A sentetaz enzimi tarafından süksinata işlenir. Bu işlem, daha sonra ATP'ye dönüştürülebilen GTP'yi oluşturur.
Bundan sonra, önceki işlemden elde edilen süksinat, süksinat dehidrojenaz enzimi tarafından fumarata dönüştürülür ve FADH 2 üretir . Fumarat, fumaraz enzimi tarafından malata dönüştürülecektir. Malat daha sonra malat dehidrojenaz enzimi tarafından oksaloasetata işlenir. Bu süreç NADH üretir.
Krebs döngüsünde işlenen bir asetil ko-A molekülü 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH 2 ve 2 CO 2 üretebilir . Bir glikoz molekülü iki asetil ko-A'ya bölünebildiğinden, bir glikoz molekülü krebs döngüsü boyunca 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH 2 ve 4 CO 2 üretebilir . NADH ve FADH 2 molekülleri daha sonra ATP üretmek için elektron transfer sürecine girecek.
