Observa la imagen del Ciclo de Krebs. Se trata de una serie de reacciones de oxido-reducción catalizadas por enzimas. La etapa previa al ciclo de krebs, la DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA, mediada por la piruvato deshidrogenasa y la primera reacción del CICLO DE KREBS, mediada por la citrato sintasa fueron descubiertas por el premio Nobel español Severo Ochoa.
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas se realiza en la matriz mitocondrial. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citosol.
En el ciclo de Krebs se producen una serie de reacciones químicas en las que, en cada una de las cuales, interviene una enzima específica, que llevan a la oxidación total del acetil-CoA hasta CO2. Los electrones que se liberan en esta oxidación son aceptados por las coenzimas NAD+ y FAD, que quedan reducidas en forma de NADH y FADH2.
El acetil-CoA que se introduce en el ciclo y se oxida hasta CO2 proviene de la degradación de principios inmediatos, mediante la β-oxidación de los ácidos grasos y la glucólisis de los glúcidos.
El ciclo de Krebs comienza cuando el grupo acetilo (2C) se combina con una molécula de ácido oxalacético (4C) para producir ácido cítrico (6C). Después de recorrer este ciclo, dos de los seis carbonos se oxidan a CO2 (se eliminan) y se regenera el ácido oxalacético, que queda disponible para unirse nuevamente con otra molécula de acetil-CoA. Por tanto, son necesarias dos vueltas del ciclo para oxidar totalmente una molécula de glucosa.
No se necesita O2 directamente en el ciclo de Krebs, ya que todos los electrones y protones liberados en la oxidación de carbono son aceptados por el NAD+ y el FAD. Sin embargo, sí que es necesario el oxígeno en la cadena transportadora de electrones, la siguiente etapa de la respiración.
Aunque el ciclo de Krebs es catabólico, algunas de sus moléculas intermedias también pueden ser precursores de otros procesos anabólicos que ocurren en el citosol. Por eso se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
En el siguiente video veremos el proceso de DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA y CICLO DE KREBS.
BALANCE ENERGÉTICO DEL CICLO DE KREBS
La energía que se ha liberado por la oxidación en el ciclo de Krebs, se emplea en producir 1 ATP a partir de ADP, y en producir 3 NADH a partir del NAD+. También se emplea en reducir otro portador de electrones, el flavín adenina dinucleótido (FAD), obteniendo 1 FADH2 a partir del FAD en cada ciclo.
En cada vuelta del ciclo se genera:
- 3 NADH
- 1 FADH2.
Estas moléculas, por fosforilación oxidativa, formarán moléculas de ATP en la cadena de transporte electrónico.
- 1 GTP (convertible en ATP).
- 2 CO2, que corresponden a los dos carbonos de una molécula de acetil-CoA completamente oxidados. El CO2 sale de la célula.
Una bacteria que respira aeróbicamente puede obtener 38 ATP al oxidar 1 glucosa. Para un eucariota (36 ATP) serían 2 ATP menos ya que el NADH de la glucólisis equivale a FADH2 al entrar en la matriz de la mitocondria. Aunque el ciclo de Krebs no tiene un gran rendimiento energético en forma de ATP, sí obtiene nucleótidos reducidos de los que obtendrá más ATP posteriormente. Además hoy en día se considera que la estequiometría no es del todo correcta:
- NADH → es capaz de producir 3 ATP en la cadena de transporte electrónico (actualmente se consideran como 2,5 ATP)
- FADH2 → es capaz de producir 2 ATP en la cadena de transporte electrónico (actualmente se considera como 1,5 ATP)
ACTIVIDADES
- Video sobre el ciclo de Krebs