El ciclo de krebs

Claudia Magdalena Carrera Blanco · 3 noviembre, 2017
El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.

El ciclo de krebs, también conocido como ciclo de ácido cítrico o ciclo de ácido tricarboxílico, es un proceso metabólico de vital importancia para las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular, los organismos aeróbicos.

En estos organismos aeróbicos, el ciclo de krebs es el anillo de enlace de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, liberando así energía en forma utilizable como poder reductor, guanosín trifosfato (GTP) y trifosfato de adenosina (ATP).

¿Dónde ocurre el ciclo de Krebs?

ciclo de krebs eucariota

El ciclo de krebs puede estar ubicado en:

  • El citoplasma, para las células procariotas.
  • Dentro de la matriz mitocondrial, para las células eucariotas.

Además el ciclo de krebs toma lugar dentro de la respiración celular, justo luego de la glucolisis.

¿Qué procesos se dan dentro del ciclo de krebs?

ciclo de krebs fases

Para poder realizar su función correctamente, el ciclo de krebs debe encargarse de generar una combinación de energía química entre el trifosfato de adenosina (ATP), dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y el flavín adenín dinucleótido (FADH2) con el fin de oxidar el ácido pirúvico.

Este proceso de metabolización oxidativa de glúcidos, lípidos y proteínas se divide en tres etapas, en las cuales el ciclo de krebs se ofrece como la segunda.

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Primera etapa

En esta etapa, los carbonos de las macromoléculas dan lugar al acetil-CoA, incluyendo las vías catabólicas de aminoácidos, la beta oxidación de los ácidos grasos y de la glucolisis.

Segunda etapa- Ciclo de krebs

ciclo de krebs

En la mitocondria de la célula, dentro del cristae que se encuentra en el interior de sus membranas, toman lugar las enzimas más importantes y necesarias para la producción del trifosfato de adenosina (ATP).

Primer paso

Durante el proceso, la molécula de ácido pirúvico se descompone mediante una enzima, liberando así un átomo de carbono en forma de dióxido de carbono, y los dos átomos de carbono restantes se combinan con una coenzima llamada coenzima A. Esta combinación forma acetil-CoA.

En el proceso, los electrones y un ion de hidrógeno se transfieren al dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD) para formar dinucleótido de nicotinamida y adenina de alta energía (NADH).

Segundo paso

El acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs al combinarse con un ácido de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético, esta combinación forma el ácido de seis carbonos llamado ácido cítrico. Este se somete a una serie de conversiones catalizadas por enzimas, las cuales involucran hasta diez reacciones químicas.

En muchos de los pasos, electrones de alta energía son liberados en forma de  NAD, la misma también adquiere un ion de hidrógeno y se convierte en NADH. En uno de los pasos, FAD sirve como aceptor de electrones y adquiere dos iones de hidrógeno para convertirse en FADH2.

Además, en una de las reacciones, se libera suficiente energía para sintetizar una molécula de ATP. Debido a que para cada molécula de glucosa hay dos moléculas de ácido pirúvico que ingresan al sistema, se forman dos moléculas de ATP.

Cabe destacar que, durante el ciclo de Krebs, se liberan los dos átomos de carbono de la acetil-CoA, formando cada uno una molécula de dióxido de carbono que al combinarse con el ácido pirúvico en acetil-CoA, se desprenderán como gas residual en el ciclo de Krebs.

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Tercer paso

Al final del ciclo de Krebs, el producto final es ácido oxaloacético. Este es idéntico al ácido oxaloacético que comienza el ciclo, sin embargo, ahora la molécula está lista para aceptar otra molécula de acetil-CoA para comenzar otro ciclo del ciclo. En total, el ciclo de Krebs forma (por dos moléculas de ácido pirúvico) dos moléculas de ATP, diez moléculas de NADH y dos moléculas de FADH2. El NADH y el FADH2 se usarán en el sistema de transporte de electrones dentro de la respiración celular.

Tercera etapa

ciclo de krebs celulas2

En la tercera etapa se da la fosforilación oxidativa de los componentes, obteniendo dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y el flavín adenín dinucleótido (FADH2) que se utiliza para la reducción del trifosfato de adenosina (ATP).

Otras funciones del ciclo de Krebs

Adicionalmente, el ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas y ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica; es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo. El nombre de esta vía metabólica es un derivado del ácido cítrico, pues del mismo modo, este se consume y luego se regenera por la secuencia de reacciones para completar el ciclo.

Bibliografía

CliffNotes Krebs cycle https://www.cliffsnotes.com/study-guides/biology/biology/cellular-respiration/krebs-cycle

Wikipedia, Citric acid cycle.  https://en.wikipedia.org/wiki/Citric_acid_cycle