Ciclo di Krebs o ciclo dell'acido citrico
Il Ciclo di Krebs è uno degli argomenti previsti all’interno dei test universitari, in particolar modo nelle prove dell’area medica e sanitaria.
Il ciclo di Krebs ha un ruolo centrale nel metabolismo ed è il processo di ossidazione dell’acetil-CoA, che entra in questo ciclo uscendo sotto forma di CO2. Nel ciclo di Krebs passano alcune importanti vie metaboliche, terminano molte vie cataboliche e partono numerose vie anaboliche. Approfondiamo insieme il ciclo di Krebs e scopriamo come studiarlo.
Il Ciclo di Krebs: cos’è?
Il Ciclo di Krebs, o anche conosciuto come ciclo degli acidi tricarbossilici, è un processo metabolico che utilizza come metabolita acetil-CoA ottenuto dal piruvato (molecola prodotta durante la glicolisi).
É fondamentale per il metabolismo del glucosio e degli acidi grassi.
Negli organismi eucarioti avviene nei mitocondri, mentre nei procarioti, nel citoplasma.
Sono delle reazioni che avvengono durante il processo di respirazione della cellula.
Le 8 reazioni riassunte brevemente sono le seguenti:
- Citrato Sintasi: questa prima reazione porta alla formazione del Citrato, catalizzata appunto dall’enzima Citrato Sintasi;
- Aconitasi: in questa reazione si ha la rimozione di una molecola di acqua attraverso il Citrato;
- Isocitrato Deidrogenasi: avvengono due reazioni, la prima dove l’enzima catalizza l’ossidazione del gruppo -OH. Riducendo, successivamente in NADH+ a NADH. Si forma, un intermedio che perdendo un gruppo COO forma l’alfa-Chetoglutarato attraverso una molecola di CO2;
- Alfa-Chetoglucarato Deidrogenasi: In questa reazione si ha una perdita di anidride carbonica che al suo posto si lega il CoA. La reazione di Deidrogenasi avveiene con l’aiuto del coenzima NAD che è convertito in NADH. Si forma il Succinil-CoA;
- Succinil-CoA Sintetasi: in questa reazione viene generata una molecola di GTP. Cedendo così una molecola e formando il Succinato;
- Succinato Deidrogenasi: questo enzima rimuove due atomi di idrogeno dalla molecola di Succinato, trasformando così, il FAD in FADH2. Si forma il Fumarato;
- Fumarasi: in questa reazione viene utilizzata una molecola di acqua, dove il fumarato viene trasformato in Malato;
- Malato Deidrogenasi: questo enzima riduce la molecola in NAD a NADH.
Il ciclo è concluso e viene riattivata una molecola di Ossalacetato che può continuare per i cicli successivi.
Nel Ciclo di Krebs vengono prodotte: 2 molecole di anidride carbonica, 3 molecole di NADH, 1 molecola di FADH2, 1 molecola di GTP. Il prodotto finale della reazione è l’anidride carbonica che viene eliminata dall’organismo. NADH e FADH danno l’energia necessaria per poter sintetizzare l’ATP. Perché ogni molecola di NADH produce 3 di ATP, FADH2 se ne producono 2.
Come studiare più facilmente questo argomento per il test?
Le basi. La biochimica è l’insieme della chimica e della biologia finalizzata a studiare i percorsi metabolici dell’organismo. Essendo una materia ampia e complessa per poter ottimizzare il proprio studio bisogna conoscere bene i concetti principali.
Quindi innanzitutto, per non trovarsi spiazzati davanti allo studio, bisogna conoscere al meglio i concetti essenziali di chimica tra cui:
- Imparare a memorizzare tutte le macromolecole: le proteine, amminoacidi, carboidrati e lipidi;
- Impara a distinguere tutte le strutture;
- Impara a riconoscere i vari tipi di legami covalenti e non ed infine tutti gli enzimi. Questo passo è fondamentale per te;
- In seguito, assimila e memorizza i percorsi metabolici. Se ti è più facile scrivili su un foglio per ricordarli molto più comodamente;
- Successivamente, studia i singoli percorsi del ciclo di Krebs e per non andare in confusione.
Ricorda la base del percorso, dopo, aggiungi i composti intermedi e gli enzimi ed infine, ripetuti più volte. Per ogni percorso di studia e ripeti spesso durante la giornata.
Se il Ciclo di Krebs rappresenta per te uno scoglio ti consigliamo di approfondire la tua preparazione affidandoti a:
- libri specifici per la preparazione ai test universitari;
- corsi in aula per ricevere assistenza diretta da parte di docenti qualificati;
- corsi online per programmare lo studio individuale senza rinunciare alla spiegazione passo passo.
Il ciclo di Krebs in sintesi
Il ciclo di Krebs è una serie di reazioni chimiche che si svolgono all’interno delle cellule degli organismi aerobici, come gli esseri umani e molti altri organismi viventi.
Questo ciclo gioca un ruolo fondamentale nel metabolismo cellulare e serve a diverse importanti funzioni tra cui
Produzione di energia: il ciclo di Krebs è una parte chiave del processo di produzione di energia all’interno delle cellule, noto come respirazione cellulare. Durante il ciclo, le molecole di acido citrico vengono ossidate, generando NADH e FADH2, che sono portatori di elettroni. Questi portatori di elettroni sono successivamente utilizzati nella catena di trasporto degli elettroni per produrre adenosina trifosfato (ATP), la principale fonte di energia chimica utilizzata dalla cellula.
Fornitura di precursori metabolici: il ciclo di Krebs fornisce intermedi metabolici, come l’alfa-chetoglutarato e il succinil-CoA, che possono essere utilizzati per sintetizzare altre molecole importanti per la cellula, come aminoacidi, acidi grassi e nucleotidi.
Riduzione del NAD+ e del FAD: durante il ciclo di Krebs, il NAD+ e il FAD vengono ridotti a NADH e FADH2, rispettivamente. Questi composti ridotti svolgono un ruolo essenziale nel trasferire elettroni alla catena di trasporto degli elettroni, dove verranno utilizzati per generare ATP.
Rimozione di prodotti di scarto: il ciclo di Krebs contribuisce anche alla rimozione di prodotti di scarto, come l’anidride carbonica (CO2) prodotta durante le reazioni di ossidazione delle molecole di acido citrico.
In sintesi, il ciclo di Krebs è un processo cruciale per la produzione di energia, la sintesi di molecole importanti e la regolazione delle reazioni redox all’interno delle cellule aerobiche. È una componente centrale della respirazione cellulare e consente alle cellule di ottenere l’energia di cui hanno bisogno per svolgere le loro funzioni vitali.