Definição do ciclo de Krebs
O ciclo Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, é a segunda etapa principal da fosforilação oxidativa. Após a glicólise divide a glicose em moléculas menores de 3 carbonos, o ciclo Krebs transfere a energia dessas moléculas para portadores de elétrons, que serão usados na cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP.
Visão geral do ciclo de Krebs
A maioria dos organismos usa glicose como uma importante fonte de combustível, mas deve quebrar essa glicose e armazenar a energia no ATP e outras moléculas. O ciclo Krebs está contido nas mitocôndrias. Dentro da matriz mitocondrial, as reações do ciclo Krebs adicionam elétrons e prótons a vários portadores de elétrons, que são então usados pela cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP.
O ciclo Krebs começa com os produtos da glicólise, que são duas moléculas de três carbonos conhecidas como piruvato. Essa molécula é ácida, e é por isso que o ciclo Krebs também é chamado de ciclo do ácido tricarboxílico (TCA). Ao longo de várias reações, essas moléculas são divididas em dióxido de carbono. A energia das moléculas é movida para outras moléculas, chamadas portadores de elétrons. Essas moléculas carregam a energia armazenada para a cadeia de transporte de elétrons, que por sua vez cria ATP.
Em seguida, a célula usa esse ATP para alimentar várias reações celulares, como a ativação de enzimas ou proteínas de transporte. O ciclo Krebs é o segundo de 4 processos diferentes que devem extrair a energia da glicose. No total, o ciclo Krebs consiste em 9 reações seqüenciais.
Produtos de ciclo de Krebs
A primeira etapa da utilização da glicose, a glicólise, produz alguns ATP e as moléculas que serão processadas com o ciclo Krebs. Durante a glicólise, uma única molécula de glicose é dividida em duas moléculas menores de três carbonos chamadas piruvato. O piruvato é então convertido em acetil CoA. O acetil CoA é então utilizado dentro do ciclo Krebs para produzir vários produtos importantes. Por sua vez, esses produtos conduzem a formação de ATP, a principal fonte de energia da célula.
Antes dos primeiros estágios do ciclo Krebs, o piruvato é convertido em acetil CoA. Durante esse processo, são produzidas uma molécula de CO2 e uma molécula do portador de elétrons NADH. O ciclo Krebs envolve a conversão deste acetil CoA em dióxido de carbono. Durante as etapas do ciclo, duas moléculas de CO2 são liberadas, além de mais 3 moléculas de NADH, uma de FADH2 e uma de GTP.
Portanto, para cada 1 molécula de piruvato adicionada, o ciclo Krebs produzirá:
- 2 moléculas de CO2
- 3 moléculas de NADH
- 1 molécula de fadh2
- 1 molécula de GTP
Uma molécula de glicose contém 2 moléculas de piruvato; portanto, 1 molécula de glicose produzirá o dobro da quantidade de produtos listados acima à medida que se move pelo ciclo Krebs. Esses produtos serão então convertidos em ATP em estágios posteriores da respiração aeróbica. O dióxido de carbono é o único produto “resíduo” e deve ser removido da célula. Os grandes organismos devem remover o dióxido de carbono de todas as suas células. Nesses animais, o dióxido de carbono é tipicamente trocado nas brânquias ou pulmões por oxigênio, o que ajuda a impulsionar os estágios finais da respiração aeróbica.
Onde o ciclo Krebs ocorre?
O ciclo Krebs ocorre apenas dentro da matriz mitocondrial. O piruvato é formado no citosol da célula, depois importado para as mitocôndrias. Aqui, ele é convertido em acetil CoA e importado para a matriz mitocondrial. A matriz mitocondrial é a parte mais interna das mitocôndrias. O gráfico abaixo mostra as diferentes partes das mitocôndrias.
A matriz mitocondrial possui as enzimas e o ambiente necessários para que as reações complexas do ciclo Krebs ocorram. Além disso, os produtos do ciclo Krebs acionam a cadeia de transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa, ambas ocorrem na membrana mitocondrial interna. Os portadores de elétrons despejarão seus elétrons e prótons na cadeia, o que acaba impulsionando a produção de ATP. Essa molécula é então exportada das mitocôndrias como a principal fonte de energia para a célula.
As mitocôndrias são encontradas em quase todos os organismos, especialmente organismos multicelulares. Plantas, animais e fungos usam o ciclo Krebs como parte indispensável da respiração aeróbica.
Etapas do ciclo de Krebs
O ciclo Krebs tem 9 reações principais, que acontecem rapidamente em sucessão. A imagem abaixo mostra essas reações.
Observe que o citrato é a primeira molécula criada após a adição do acetil CoA. É por isso que o ciclo Krebs também é conhecido como ciclo do ácido cítrico. Os produtos do ciclo estão na imagem acima. Esse processo é conhecido como um “ciclo”, porque sempre termina em oxaloacetato que pode ser combinado com um novo acetil CoA para produzir uma nova molécula de citrato para cada ciclo.
Função do ciclo de Krebs
O ciclo Krebs é provavelmente a parte mais importante do processo de respiração aeróbica porque impulsiona a formação de portadores de elétrons. Essas transportadoras são importantes. Eles carregam a energia usada para criar um grande número de moléculas ATP nas etapas finais da respiração aeróbica. Os portadores de elétrons produzidos (NADH e FADH2) não podem fornecer energia ao processo celular diretamente. Em vez disso, os processos da cadeia de transporte de elétrons e da fosforilação oxidativa usarão a energia dessas moléculas para ativar a ATP sintase do complexo enzimático, que produz ATP.
Questionário
1. A glicólise é um processo que acontece antes do ciclo Krebs. Funciona para:
2. NADH e dióxido de carbono são produtos do ciclo Krebs. NADH é _______ e o dióxido de carbono é _________.
3. Duas moléculas produzidas pelo ciclo Krebs, NADH e FADH2, formam que função no corpo?
4. O ciclo Krebs não produz nenhum ATP. Por que ainda é importante para a produção de ATP?
5. Qual dos seguintes grupos usa o ciclo Krebs?
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Última atualização em 20 de agosto de 2022