Ποιος είναι ο κύκλος του κιτρικού οξέος;

Ο κύκλος του κιτρικού οξέος είναι μια σειρά χημικών αντιδράσεων που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, η διαδικασία με την οποία τα κύτταρα σε οργανισμούς παράγουν ενέργεια.Αναφέρεται επίσης ως κύκλος Krebs ή ο κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος.Στον κύκλο, μια σειρά χημικών αντιδράσεων που παράγουν ενέργεια καταλύεται ή επιταχύνεται από διάφορα ένζυμα.Συνήθως, οι μαθητές μελετούν πρώτα τον κύκλο του κιτρικού οξέος σε μαθήματα βιολογίας προχωρημένων γυμνασίων ή σε εισαγωγικά μαθήματα βιολογίας κολλεγίων.Στη συνέχεια προσεγγίζεται λεπτομερέστερα στις κατηγορίες βιοχημείας, καθώς είναι μια εγγενώς χημική διαδικασία.

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις στον κύκλο, τα περισσότερα από τα οποία περιλαμβάνουν μόρια που αποτελούνται από άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο.Υπάρχουν περίπου δέκα βήματα για τον κύκλο και κάθε βήμα καταλύεται από ένα διαφορετικό ένζυμο.Αμέσως πριν από τον κύκλο του κιτρικού οξέος, μια διαδικασία που ονομάζεται glycolysis παράγει πυροσταφυλικό, ένα μόριο που περιέχει ενέργεια που αναλύεται περαιτέρω σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια καθώς προχωρά η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής.Ο κύκλος του κιτρικού οξέος σπάει τα πυροσταφυλικά μόρια προς τα κάτω σε μόρια NADH (νικοτιναμίδη αδενίνης) και μόρια ΑΤΡ (τριφωσφορικής αδενοσίνης), τα οποία περιέχουν σημαντική ποσότητα ενέργειας που μπορεί να προσπερατούνται γρήγορα από το σώμα.Τα περισσότερα ενεργειακά μόρια που παράγονται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής είναι, μέσω μιας σειράς μεταβολικών διεργασιών, που προέρχονται από μόρια γλυκόζης (ζάχαρης). Η κυτταρική αναπνοή είναι συνήθως μια αερόβια διαδικασία, που σημαίνει ότι χρησιμοποιεί οξυγόνο.Εάν υπάρχει οξυγόνο, το πυροσταφυλικό που παράγεται μέσω γλυκόλλωσης θα προχωρήσει κανονικά στον κύκλο του κιτρικού οξέος που πρέπει να αναλυθεί σε NADH και ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη).Εάν δεν υπάρχει κανένα οξυγόνο, ωστόσο, το πυροσταφυλικό αρχίζει μια διαδικασία που ονομάζεται

ζύμωση

.Η ζύμωση δεν χρησιμοποιεί οξυγόνο, που σημαίνει ότι είναι μια αναερόβια διαδικασία.Η ζύμωση είναι μια πολύ λιγότερο αποτελεσματική διαδικασία παραγωγής ενέργειας από τον κύκλο του κιτρικού οξέος.Δεν παράγει αρκετή ενέργεια για να διατηρήσει έναν οργανισμό για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Στους πιο πολύπλοκες, πολυκύτταρες οργανισμούς, ο κύκλος του κιτρικού οξέος εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια, ένα οργανισμό που παράγει ενέργεια που υπάρχει μέσα στα κύτταρα.Τα μιτοχόνδρια είναι οι κύριοι παραγωγοί του ΑΤΡ, που τα κύτταρα είναι σε θέση να χρησιμοποιούν για την ενέργεια πολύ αποτελεσματικά.Ορισμένες διεργασίες στην κυτταρική αναπνοή εμφανίζονται εκτός των μιτοχονδρίων και άλλες εμφανίζονται καθώς τα μόρια μεταφέρονται κατά μήκος της μεμβράνης των μιτοχονδρίων.Ο κύκλος του κιτρικού οξέος εμφανίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων, ο οποίος περιέχει τα πολλά διαφορετικά ένζυμα που καταλύουν πολλές από τις χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στον κύκλο και στην υπόλοιπη κυτταρική αναπνοή.