Krebsův cyklus v mitochondriích? 9 faktů, které byste měli vědět

by

Krebsův cyklus je jednou z běžných cest aerobního dýchání. Pojďme prozkoumat více faktů o Krebsově cyklu a mitochondriích.

Cyklus kyseliny citronové a cyklus trikarboxylové kyseliny jsou další názvy pro Krebsův cyklus. Toto je typická metabolická cesta pro oxidaci sacharidů, lipidů a aminokyselin.

Aerobní dýchání je vícestupňový katabolický proces uvolňující energii zprostředkovaný enzymem. Zahrnuje kompletní oxidaci potravinového substrátu pomocí kyslíku za vzniku oxidu uhličitého a vody spolu s tvorbou vysokého množství ATP.

Probíhá Krebsův cyklus v mitochondriích?

Mitochondrie jsou hlavním místem pro syntézu ATP. Proberme, zda Krebsův cyklus probíhá v mitochondriích nebo v cytosolu. 

Krebsův cyklus se vyskytuje v mitochondriích. Operuje se především v mitochondriální matrix. U eukaryot jsou místem Krebsova cyklu mitochondrie, ale u prokaryot se vyskytuje v oblasti cytosolu.

Respirační enzymy jsou přítomny jak v mitochondriální matrix, tak ve vnitřní membráně. Krebsův cyklus a řetěz elektronů jsou propojeny. Proces fosforylace na úrovni substrátu produkuje málo molekul ATP. Kyslík reaguje s vodíkem za vzniku metabolické vody během terminální oxidace.

Proč Krebsův cyklus probíhá v mitochondriích?

Mitochondrie mají svou vlastní DNA a může fungovat bez buněčného jádra. Pojďme zjistit důvod, proč se Krebsův cyklus vyskytuje mitochondrie místo cytoplazmy. 

Krebsův cyklus probíhá v mitochondriích, protože obsahují enzymy nezbytné pro aerobní oxidaci pyruvátu. Mitochondrie mají prehistorický původ výroby energie.  

To tvrdí endosymbiotická teorie mitochondrie jsou pohlceny primitivními buňkami pro výměnu energie. Proto kompletní buňka závisí na mitochondriích pro produkci ATP.

Jak Krebsův cyklus probíhá v mitochondriích?

Krebsův cyklus se odehrává v mitochondriích eukaryot, aby generoval energii. Pojďme zjistit, jak se to děje v mitochondriích.

Pyruvát z glykolýzy nemůže přímo vstoupit do Krebsova cyklu v mitochondriích. Níže jsou uvedeny kroky, které nám pomáhají pochopit, jak krebsův cyklus probíhá v mitochondriích.

  • Pyruvát z glykolýzy se nejprve přemění na acetyl CoA.
  • Ten vstupuje do krebsova cyklu pro další degradaci.
  • Oxalacetát je první akceptorová molekula, která se spojí s acetyl CoA za vzniku prvního produktu s názvem trikarboxylová kyselina.
  • Organické molekuly se v průběhu štěpí na pyruvát glykolýza v cytoplazmě.
  • Poté dochází k oxidační dekarboxylaci pyruvátu za vzniku acetyl CoA.
  • S pomocí komplexu pyruvátdehydrogenázy podléhá pyruvát oxidaci a dekarboxylaci, vytváří acetátovou skupinu se dvěma uhlíky nebo acetyl CoA spolu s NADH a CO2.

Kde se Krebsův cyklus vyskytuje v mitochondriích?

Krebsův cyklus neprobíhá v cytoplazmě buňky, na rozdíl od glykolýzy. Pojďme určit přesné místo, kde se to stane.

Krebsův cyklus se vyskytuje hlavně v mitochondriální matrix. Na rozdíl od glykolýzy je Krebsův cyklus uzavřenou cestou o osmi krocích. Oxalacetát se vytváří v závěrečné fázi cyklu kyseliny citrónové a poté je připraven ke spojení s acetyl CoA, aby byl zahájen nový cyklus.

Krebsův cyklus v mitochondriálním diagramu

Jedna molekula glukózy iniciuje zahájení buněčného dýchání. Pojďme prozkoumat různé kroky Krebsova cyklu pomocí diagramu.

V mitochondriální matrici vstoupí do Krebsova cyklu dvě molekuly pyruvátu produkované během glykolýzy. V přípravném kroku se dvě molekuly pyruvátu přeměnily na 2 acetyl CoA pomocí komplexu enzymu pyruvátdehydrogenázy.

Krebsův cyklus v mitochondriích
Krebsův cyklus v mitochondriích

Krebsův cyklus probíhá v osmi krocích v cyklické dráze a produkuje energii ve formě ATP. Všechny enzymy potřebné pro cyklus kyseliny citrónové jsou přítomny uvnitř matrice kromě sukcinátdehydrogenázy, která je přítomna ve vnitřní mitochondriální membráně. Kompletní cyklická dráha je vidět na výše uvedeném diagramu.

Funkce Krebsova cyklu v mitochondriích

Mitochondrie jsou energetickým domem buňky. Dodává energii celé buňce ve formě ATP. Pojďme zjistit funkce Krebsova cyklu při výrobě energie.

Seznam funkcí Krebsova cyklu v mitochondriích je následující:

  • Primární funkcí Krebsova cyklu je generovat energii, která se pak přenáší a ukládá jako ATP nebo GTP.
  • Krebsův cyklus působí jako amfibolický, což znamená, že má jak anabolické, tak katabolické role.
  • Společnou cestou oxidace aminokyselin, sacharidů a tuků je Krebsův cyklus.
  • Největší počet energetických molekul ATP vzniká z Krebsova cyklu.
  • Syntéza a degradace mastných kyselin, steroidů, karotenoidů, terpenů a aromatických chemikálií jsou obě podporovány acetyl CoA. 
  • Krebsův cyklus je cyklická dráha sestávající z osmi enzymů, z nichž jeden je přítomen ve vnitřní mitochondriální membráně, tj. sukcinátdehydrogenáza.
  • Krebsův cyklus nevyžaduje žádné molekuly kyslíku. Během poslední fáze aerobního dýchání je však potřeba kyslík.
  • Většina energie využívané aerobními buňkami je produkována Krebsovým cyklem, když vstupuje do terminální oxidace.
  • Krebsův cyklus hraje klíčovou roli ve vývoji a růstu buněk.
  • Energie produkovaná Krebsovým cyklem pomáhá při růstu endoteliálních buněk.

Kolik ATP vzniká v Krebsově cyklu?

Jedna molekula NADH vytvoří 3 ATP a jedna FADH produkuje 2 ATP v metabolické dráze. Podívejme se, kolik molekul ATP je produkováno v Krebsově cyklu.

Pouze dva ATP jsou produkovány během Krebsova cyklu ze dvou molekul pyruvátu při fosforylaci na úrovni substrátu. K dispozici je také výroba šesti NADH a dvou FADH2 molekuly, ale budou generovat ATP v elektronovém transportním systému.

Při glykolýze dochází k produkci 8 ATP (2ATP jsou přímé a 6 ATP se tvoří ze 2 NADH). Během oxidace pyruvátu nebo kroku brány tvoří 6 ATP ze 2 NADH. V Krebsově cyklu je produkováno maximální množství ATP, poskytuje 24 molekul ATP. Proto jediná molekula glukózy poskytuje přibližně 36 molekul ATP v mnoha eukaryotech.

Co je to elektronový transportní řetězec?

Redukované koenzymy vytvořené v Krebsově cyklu vstoupí do elektronového transportního řetězce. Pojďme diskutovat o řetězci přenosu elektronů a o tom, jak funguje.

Elektronový transportní řetězec je seskupení koenzymů a cytochromů, které pomáhá při transportu elektronů z kopce podél klesajícího redox potenciálu se ztrátou energie v každém kroku. V elektronovém transportním řetězci je přítomno pět komplexů a různé elektronové nosiče.

Těmito nosiči elektronů jsou flaviny, komplex FeS, chinony a cytochromy. Tyto nosiče přenášejí elektrony a tlačí protony do vnější mitochondriální komory. Tyto protony vytvářejí gradient přes vnitřní mitochondriální membránu, která se pak přeměňuje na ATP pomocí F0-F1 komplex.

Kde se vyskytuje elektronový transportní řetězec?

Krebsův cyklus je spojen s elektronovým transportním řetězcem. Pojďme zjistit místo, kde se vyskytuje.

ETC neboli elektronový transportní řetězec dojde ve vnitřní membráně mitochondrií. Obsahuje elektronové nosiče a různé komplexy v něm. Veškerý NADH produkovaný v mitochondriální matrici poskytne elektrony nosičům elektronů a oxiduje se z NADH na NAD+.

Když se elektrony pohybují se systémem nosičů elektronů, pohybují se z vyššího energetického stavu do nižšího energetického stavu. To znamená shromažďování elektronů ve vnitřním membránovém prostoru. Tyto elektrony se pak budou pohybovat směrem k F0-F1 komplexní a bude generovat ATP.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Abychom tento příspěvek uzavřeli, docházíme k závěru, že Krebsův cyklus se vyskytuje v mitochondriích. Vyskytuje se pouze v mitochondriích, protože speciální respirační enzymy jsou přítomny pouze v mitochondriální matrix, které jsou nezbytné pro oxidaci pyruvátu. Krebsův cyklus je spojen s elektronovým transportním řetězcem, který přijímá vnitřní membránu mitochondrií.

Také čtení: