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El Ciclo de Krebs

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El ciclo de Krebs, ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico es una ruta metabólica muy importante dentro del proceso de respiración célular y tendrá que pasar por aquí la energía para poder convertirse en forma de ATP.

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Clase ciclo de Krebs en vídeo


Qué es el ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)​ es una ruta metabólica que forma parte del proceso de respiración celular que se da en los organismos vivos para la obtención de energía que consumimos.

Es una ruta lo que significa que es una serie de reacciones químicas que se dan concatenadas en un ciclo infinito. Este ciclo se origina a partir de una molécula de Acetil-CoA y durante su paso por las distintas reacciones del ciclo iremos desintegrando esta molécula y almacenaremos su energía a modo de poder reductor en moléculas transportadoras de electrones. En la célula eucariota, el ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial.

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable: poder reductor y GTP (en algunos microorganismos se producen ATP).

Esquema del Ciclo de Krebs

ciclo de Krebs

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Fases del Metabolismo oxidativo

El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en las siguientes tres etapas:

  • Descarboxilación Oxidativa del Piruvato
  • Ciclo de Krebs
  • Cadena de Transporte de Electrones
respiracion celular ciclo de krebs

Durante la primera etapa de la descarboxilación del piruvato convertimos las macromoléculas energéticas en Acetil-Coa. Estos procesos de producción de acetil-CoA se obtiene de Glúcidos (a través de la glucólisis), de ácidos grasos (beta-oxidación de ácidos grasos) y de aminoácidos (desaminación oxidativa).

La segunda etapa, el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, transfiere el poder energético de los enlaces del Acetil-CoA a transportadores de electrones oxidados (que pasan a reducirse).

La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP.

Caraterísticas del ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs es una ruta de producción de energía, lo cual significa que se degradan moléculas energéticas para extraer su energía y almacenarla. Este tipo de reacciones son catabólicas (reacciones de destrucción de sustancia de los seres vivos).

Sin embargo, durante el ciclo de krebs también se realizan reacciones anabólicas (reacciones de síntesis de sustancia de los seres vivos) ya que durante el ciclo se producen precursores de moléculas como aminoácidos.

Las reacciones/procesos que son tanto anabólicos como catabólicos se conocen como procesos anfibólicos. Es por eso que el ciclo de Krebs es un ciclo anfibólico.

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Pasos del Ciclo de Krebs

Veamos un esquema del ciclo de krebs entendiendo el conjunto de reacciones que tienen lugar en dicho ciclo:

Reacción 1: Condensación / Incorporación de Acetil-CoA

Se produce la unión del Acetil-CoA (2 Átomos de Carbono) + Oxalacetato (4 Átomos de Cabono) para producir una molécula de citrato o Ácido Cítrico (de ahí del nombre del ciclo) que tiene 6 Átomos de Carbono.

El enzima que cataliza esta reacción es la citrato sintetasa.

Reacción 2: Isomerización

Consiste en una reorganización de los enlaces de la molécula de citrato. El proceso se hace a través de añadir y de quitar una molécula de agua (H2O) ya que eso obliga a la molécula a reestructurar sus enlaces.

El enzima que cataliza esta reacción es la aconitasa. El resultado será el isocitrato.

Reacción 3: Deshidrogenación del Isocitrato

En esta fase se produce una deshidrogenación del Isocitrato mediante una descarboxilación oxidativa. Se libera un átomo de carbono en forma de CO2 y se liberan electrones que lo captarán NAD+ (Cofactores enzimáticos oxidados) y que se reducen (captan electrones) para formar NADH (Cofaztor enzimático reducido).

El NADH es un transportador energético. La energía potencial que acumula la utilizaremos más adelante en la cadena de electrones.

El isocitrato pasará a formar alfa-cetoglutarato. El enzima que cataliza esta reacción es la Isocritrato DH (Deshidrogenasa).

Reacción 4: Transformación del alfa-cetoglutarato

Esta reacción es otra descarboxilación oxidativa y está catalizada por alfa-cetoglutarato DH (Deshidrogenasa).

Ocurre lo mismo que la reacción anterior, se libera 1 átomo de carbono en forma de CO2 y transformamos NAD+ en NADH. Pero en este caso la diferencia es que además se itroduce una coenzima A (CoA-SH). Como entra un átomo de carbono (de la CoA-SH) y sale otro (en forma de CO2) el número de átomos de carbono no se modifica.

Reacción 5: Fosforilación a nivel de sustrato

La succinili-CoA que habíamos formado en la reacción anterior, ahora va a perder esa coenzima A que había captado anteriormente y así mismo usamos la energía de esa reacción (liberación del CoA) para transformar un GDP + Pi en un GTP (análogo energético del ATP).

En conclusión, al final de esta reacción habremos transformado la succinil-CoA en succinato. Se hace a través del succinil-CoA sintetasa.

Reacción 6: Oxidación

En esta reacción vamos a tranformar el succinato en fumarato. Está catalizado por la succinato-DH (Deshidrogenasa) y libera electrones. Estos electrones los capta un FAD+ y se transforma en un FADH2.

Reacción 7: Hidratación del fumarato

Se produce una hidratación a partir de la fumarasa. Consiste en captar una molécula de H2O y se transforma el fumarato en L-Malato

Reacción 8: Deshidrogenación del L-Malato

En esta última reacción del ciclo de Krebs se va a trasnformar L-Malato en Oxalacetato. Como es una deshidrogenación catalizada por la L-Malato DH (Deshidrogenasa) vamos a liberar electrones. Esos electrones los captará una molécula de NAD+ para transformarse en NADH.

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Bibliografía del ciclo de Krebs

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