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Ciclo di Krebs: Comprendere la Fase Chiave della Respirazione Cellulare

Il ciclo di Krebs (o ciclo dell'acido citrico / ciclo dell'acido tricarbossilico - TCA) è la prima fase di un processo a due livelli chiamato respirazione cellulare. La respirazione cellulare trasforma il glucosio in ATP (adenosina trifosfato) o forma utile di energia chimica.

I Fatti

La respirazione cellulare è un complesso processo biologico-chimico tipicamente diviso in due fasi. Parte da glucosio e ossigeno, forma anidride carbonica, acqua ed energia libera. L'energia libera viene catturata e immagazzinata come ATP (teachersdomain.org).

Introduzione

Il glucosio è uno zucchero semplice: 6 atomi O, 6 C, 12 H. Organismi viventi consumano cibo (carboidrati complessi) che fegato degrada in glucosio. Cellule ottengono glucosio dal sangue (pareti capillari). Quando glucosio entra nella cellula, viene assorbito dai mitocondri (organelli dove avviene il ciclo di Krebs).

Storia

Il ciclo è una serie di reazioni chimiche catalizzate da enzimi nei mitocondri. 1937: prima fase identificata da Albert Szent-Györgyi e Hans Krebs (da cui "Ciclo di Krebs", ufficialmente Szent-Györgyi-Krebs). Szent-Györgyi Nobel 1937 per scoperte su combustione biologica; Krebs Nobel 1953 per scoperta ciclo acido citrico.

Funzione

Il ciclo prende composti che donano protoni ed elettroni alla catena di trasporto elettronico (ccbcmd.edu). Questa genera ATP per fosforilazione ossidativa. Inoltre, produce 2 ATP per fosforilazione a livello di substrato. Tramite metaboliti precursori, gioca ruolo importante nel flusso di carbonio nella cellula. Comprende 8 passaggi distinti (ognuno catalizzato da enzima unico).

Caratteristiche (8 Passaggi)

  1. Coenzima A trasferisce gruppo acetile 2C a ossalacetato 4C → citrato 6C
  2. Citrato riorganizzato → isocitrato (forma isometrica)
  3. Isocitrato ossidato, rimossa CO₂ → α-chetoglutarato 5C
  4. α-chetoglutarato ossidato, CO₂ rimossa, CoA aggiunto → succinil-CoA 4C
  5. CoA rimosso da succinil-CoA → succinato. Energia rilasciata → GTP → ATP
  6. Succinato ossidato → fumarato
  7. Acqua aggiunta a fumarato → malato
  8. Malato ossidato → ossalacetato (composto iniziale del ciclo)