Krebs Cycle

Krebs Cycle Definition

O Krebs Cycle, também chamado de ciclo do ácido cítrico, é o segundo maior passo na fosforilação oxidativa. Depois que a glicólise quebra a glicose em moléculas menores de 3 carbonos, o ciclo de Krebs transfere a energia dessas moléculas para portadores de elétrons, que serão usados na cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP.

Visão Geral do Ciclo de Krebs

A maioria dos organismos utiliza a glicose como uma fonte de combustível principal, mas deve decompor esta glicose e armazenar a energia em ATP e outras moléculas. O ciclo de Krebs está contido dentro das mitocôndrias. Dentro da matriz mitocondrial, as reações do ciclo de Krebs adicionam elétrons e prótons a um número de portadores de elétrons, que são então usados pela cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP.

O ciclo de Krebs começa com os produtos da glicólise, que são duas moléculas de três carbonos conhecidas como piruvato. Esta molécula é ácida, razão pela qual o ciclo de Krebs também é chamado de ciclo do ácido tricarboxílico (TCA). Ao longo de uma série de reacções, estas moléculas são ainda decompostas em dióxido de carbono. A energia das moléculas é movida para outras moléculas, chamadas portadores de electrões. Estas moléculas transportam a energia armazenada para a cadeia de transporte de electrões, que por sua vez cria ATP.

Depois, a célula utiliza este ATP para alimentar várias reacções celulares, tais como a activação de enzimas ou o transporte de proteínas. O ciclo de Krebs é o segundo de 4 processos diferentes que devem acontecer para extrair a energia da glicose. Ao todo, o ciclo de Krebs consiste em 9 reacções sequenciais.

Krebs Cycle Products

O primeiro passo da utilização da glicose, glicólise, produz alguns ATP, bem como as moléculas que serão processadas com o ciclo de Krebs. Durante a glicólise, uma única molécula de glicose é dividida em duas moléculas menores, de três carbonos, chamadas piruvato. O piruvato é então convertido em acetil CoA. A acetil CoA é então utilizada dentro do ciclo de Krebs para produzir vários produtos principais. Por sua vez, estes produtos então impulsionam a formação de ATP, a principal fonte de energia da célula.

Até aos primeiros estágios do ciclo de Krebs, o piruvato é convertido em acetil CoA. Durante este processo, uma molécula de CO2 e uma molécula de NADH portador de electrões são produzidas. O ciclo de Krebs envolve a conversão desta acetil CoA em dióxido de carbono. Durante as etapas do ciclo, duas moléculas de CO2 são liberadas, além de mais 3 moléculas de NADH, uma de FADH2, e uma de GTP.

Então, para cada 1 molécula pirúvel adicionada, o ciclo de Krebs irá produzir:

• 2 moléculas de CO2
• 3 moléculas de NADH
• 1 molécula de FADH2
• 1 molécula de GTP

Uma molécula de glicose contém 2 moléculas piruvadas, assim 1 molécula de glicose produzirá o dobro da quantidade de produtos listados acima à medida que se move através do ciclo de Krebs. Estes produtos serão então convertidos para ATP em estágios posteriores da respiração aeróbica. O dióxido de carbono é o único produto “resíduo” e deve ser removido da célula. Os grandes organismos devem remover o dióxido de carbono de todas as suas células. Nestes animais, o dióxido de carbono é tipicamente trocado nas brânquias ou pulmões por oxigénio, o que ajuda a conduzir os estágios finais da respiração aeróbica.

Onde ocorre o ciclo de Krebs?

O ciclo de Krebs acontece apenas dentro da matriz mitocondrial. O piruvato é formado no citosol da célula, depois importado para as mitocôndrias. Aqui, ele é convertido em acetil CoA e importado para a matriz mitocondrial. A matriz mitocondrial é a parte mais interna da mitocôndria. O gráfico abaixo mostra as diferentes partes das mitocôndrias.

A matriz mitocondrial tem as enzimas e o ambiente necessários para que as reações complexas do ciclo de Krebs ocorram. Além disso, os produtos do ciclo de Krebs impulsionam a cadeia de transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa, ambas as quais ocorrem na membrana mitocondrial interna. Os portadores de elétrons despejam seus elétrons e prótons na cadeia, o que, em última instância, aciona a produção de ATP. Esta molécula é então exportada das mitocôndrias como a principal fonte de energia da célula.

Mitocôndrias são encontradas em quase todos os organismos, especialmente organismos multicelulares. Plantas, animais e fungos usam o ciclo de Krebs como parte indispensável da respiração aeróbica.

Etapas do ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs tem 9 reações principais, que acontecem rapidamente em sucessão. A imagem abaixo mostra estas reacções.

Nota que o citrato é a primeira molécula criada após a adição da acetil CoA. É por isso que o ciclo de Krebs é também conhecido como o ciclo do ácido cítrico. Os produtos do ciclo estão na imagem acima. Este processo é conhecido como “ciclo” porque termina sempre em oxaloacetato que pode ser combinado com uma nova acetil CoA para produzir uma nova molécula de citrato para cada ciclo.

Krebs Cycle Function

O ciclo de Krebs é provavelmente a parte mais importante do processo de respiração aeróbica porque impulsiona a formação de portadores de electrões. Estes portadores são importantes. Eles transportam a energia utilizada para criar um grande número de moléculas de ATP nas etapas finais da respiração aeróbica. Os portadores de elétrons produzidos (NADH e FADH2) não podem fornecer energia diretamente ao processo celular. Em vez disso, os processos da cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa utilizarão a energia dessas moléculas para ativar o complexo enzimático ATP synthase, que produz ATP.