Concetti Chiave
- Il ciclo di Krebs è la seconda fase della respirazione cellulare, si svolge nella matrice mitocondriale dopo la glicolisi.
- Utilizza il piruvato prodotto dalla glicolisi per generare ATP, NADH e FADH2, essenziali per la produzione di energia.
- Durante il ciclo, l'acetil-CoA si trasforma attraverso vari composti, rilasciando CO2 e producendo energia immagazzinata come ATP.
- Il ciclo di Krebs produce 6 CO2, 8 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP, contribuendo significativamente al totale energetico della cellula.
- Combinando i prodotti della glicolisi e del ciclo di Krebs, la cellula ottiene teoricamente 38 ATP totali.
E' la seconda fase della respirazione cellulare,avviene dopo la glicolisi e prima della catena dei citocromi.
Si svolge all’interno della matrice mitocondriale dei mitocondri, utilizza il piruvato della glicolisi per produrre ATP, NADH e FADH.
1.
Processo di decarbossilazione
Le molecole di piruvato devono entrare all’interno dei mitocondri, infatti, come già detto, la glicolisi si svolge all’interno del citoplasma; devono quindi superare la doppia membrana mitocondriale.
In questo passaggio le molecole rilasciano 2 CO2 (decarbossilazione), e producono +2 NADH + H+.
Si forma quindi un composto a due atomi di carbonio (radicale acetico), che si unisce al coenzima A (CoA), formando l’acetil-coenzima A (acetil-Coa). Questo composto entra nel mitocondrio.
2.
Formazione del citrato
L’acetil-Coa entra nel mitocondrio, dove perde il coenzima A, e si unisce con l’ossalcetato (prodotto che si ritroverà alla fine del ciclo). Si forma quindi un composto C6 (a sei atomi di carbonio), detto citrato.
3. Questa molecola va incontro a una serie di processi che portano alla formazione dell’α-chetoglutarato, con produzione di +2 NADH + H+ e 2 CO2.
4.
Conversione in succinato
L’ α-chetoglutarato si unisce al CoA, formando il succinil-CoA e producendo +2 NADH + H+ e 2 CO2.
5. Il CoA si stacca, formando il succinato e liberando molta energia, che viene immagazzinata nella guanina-fosfato (GTP), la quale si converte in +2 ATP.
6.
Conclusione del ciclo di Krebs
Dall’ossidazione del succinato si crea il fumarato, producendo +2 FADH2.
7. Il fumarato, inglobando una molecola di H2O, si trasforma in acido malico, il quale si ossida creando l’ossalacetato (il composto a inizio ciclo) e +2 NADH + H+.
Alla fine del ciclo di Krebs abbiamo: 6 CO2 + 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP.
Bilancio energetico complessivo
Considerando che 1 NADH= 3 ATP e che 1 FADH2=2 ATP, ci sarà un totale di + 32 ATP (non ancora utilizzabili, sono sotto forma di NADH e FADH).
Sommando i prodotti della glicolisi e del ciclo di Krebs:
Glicolisi: 2ATP + 2NADH+H+ (al netto dei 2 ATP consumati);
Ciclo di Krebs: + 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP.
Si hanno quindi 38 ATP ideali.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del piruvato nel ciclo di Krebs?
- Quali sono i principali prodotti del ciclo di Krebs?
- Come si calcola il totale di ATP prodotti dalla glicolisi e dal ciclo di Krebs?
Il piruvato, prodotto dalla glicolisi, entra nei mitocondri e viene convertito in acetil-CoA, che è essenziale per l'inizio del ciclo di Krebs.
Alla fine del ciclo di Krebs, si producono 6 CO2, 8 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP.
Sommando i prodotti della glicolisi e del ciclo di Krebs, si ottengono 38 ATP ideali, considerando la conversione di NADH e FADH2 in ATP.
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