Concetti Chiave
- La fase del ciclo di Krebs avviene all'interno della matrice mitocondriale e utilizza il piruvato prodotto dalla glicolisi per generare energia.
- Il piruvato subisce decarbossilazione, rilasciando CO2 e producendo acetil-CoA, essenziale per l'inizio del ciclo.
- Durante il ciclo, vengono prodotti intermedi come il citrato e l'α-chetoglutarato, generando NADH e CO2 in vari passaggi.
- Il ciclo di Krebs culmina con la produzione di fumarato e ossalacetato, generando FADH2 e NADH, che sono cruciali per la sintesi di ATP.
- Il bilancio energetico complessivo del ciclo, sommato a quello della glicolisi, può arrivare a un ideale di 38 ATP per molecola di glucosio.
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.
Qual è la 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 nella respirazione cellulare?
- Come si forma il citrato nel ciclo di Krebs?
- Qual è il bilancio energetico complessivo della respirazione cellulare?
Il piruvato, prodotto dalla glicolisi, entra nei mitocondri dove subisce decarbossilazione, rilasciando CO2 e producendo NADH, formando così l'acetil-coenzima A, che è fondamentale per il ciclo di Krebs.
L'acetil-CoA, una volta entrato nel mitocondrio, si unisce all'ossalcetato per formare il citrato, un composto a sei atomi di carbonio, che inizia una serie di trasformazioni nel ciclo di Krebs.
Alla fine della respirazione cellulare, considerando i prodotti della glicolisi e del ciclo di Krebs, si ottiene un totale ideale di 38 ATP, derivanti da NADH e FADH2, oltre ai 2 ATP prodotti direttamente nel ciclo.
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