Kindlasti olete pidanud bioloogias õppima ühte aeroobse rakuhingamise ainevahetusetappi, mis toimub meie kehas. See on umbes Krebsi tsükkel. Seda tuntakse ka sidrunhappetsükli nime all ja see on metaboolne staadium, mis toimub loomarakkude mitokondriaalses maatriksis.
Selles artiklis räägime teile, millised on omadused, ja selgitame samm-sammult, mis on Krebsi tsükkel ja selle tähtsus.
Rakuhingamine
Enne Krebsi tsükli selgitamist peame meeles pidama, et rakuline hingamine koosneb kolmest faasist. Vaatame, mida iga etapp:
- Glükolüüs: See on protsess, mille käigus glükoos jaotatakse väiksemateks osadeks. Selle protsessi käigus moodustub püruvaat või püroviinhape, mis viib atsetüül-CoA-ni.
- Krebsi tsükkel: Krebsi tsüklis oksüdeeritakse atsetüül-CoA CO2-ks.
- Hingamisahel: siin toodetakse suurem osa energiast elektronide ülekandel vesinikust. See energia tekib osalevate ainete kõrvaldamisest kõigis eelmistes etappides.
Mis on Krebsi tsükkel
Me teame, et see on keeruline tsükkel ja sellel on mitu funktsiooni, mis aitavad rakkude ainevahetust. Ilma selle tsüklita ei saaks rakkudel olla elutähtsaid funktsioone ega täita neid. Krebsi tsükli lõppeesmärk on soodustada süsivesikute, lipiidide ja mõnede aminohapete ainevahetuse lõpp-produktide lagunemist. Kõik need toidu kaudu organismi sattunud ained muudetakse atsetüül-CoA-ks koos CO2 ja H2O vabanemisega ning ATP sünteesiga.
Siin tekib energia, mida rakud peavad oma funktsioonide täitmiseks kasutama. Sidrunhappetsükli erinevate etappide hulgast leiame mitmesuguseid vaheühendeid, mida kasutatakse eelhapetena aminohapete ja muude biomolekulide biosünteesis. Läbi Krebsi tsükli energia saame orgaanilise toidu molekulidest ja need viiakse molekulidesse alles, et eksportida rakutegevuses kasutatavat energiat. Selle energiaga saame oma igapäevaseid elutähtsaid funktsioone ja füüsilisi tegevusi täita.
Krebsi tsüklis on mõned peamiselt oksüdatiivsed keemilised reaktsioonid. Kõik need reaktsioonid vajavad hapnikku. Igas keemilises reaktsioonis osalevad mõned mitokondrites leiduvad ensüümid. Need ensüümid vastutavad reaktsioonide katalüüsimise eest. Rääkides reaktsiooni katalüüsimisest, peame silmas selle kiiruse suurendamist. On arvukalt katalüsaatoreid, mis aitavad keemilistel reaktsioonidel toimuda tavapärasest kiiremini.
Krebsi tsükli sammud
Nagu me juba varem mainisime, on selles tsüklis mitmesugused keemilised reaktsioonid, mis vajavad hapnikku. Esimene reaktsioon on püruvaadi oksüdatiivne dekarboksüülimine. Selles reaktsioonis muundatakse kiilas hüdraatide lagundamisel saadud glükoos kaheks püroviinhappe või püruvaadi molekuliks. Glükoos laguneb glükolüüsi teel ja muutub atsetüül-CoA oluliseks allikaks. Püruvaadi oksüdatiivne dekarboksüülimine algab sidrunhappetsükliga. See keemiline reaktsioon vastab süsinikdioksiidi ja püruvaadi elimineerimisele, mis tekib atsetüülrühmas, mis seondub koensüümiga A. Selles keemilises reaktsioonis toodetakse NADH energiat kandva molekulina.
Atsetüül-CoA molekuli moodustumisel algab Krebsi tsükkel mitokondrite maatriksist. Eesmärk on integreerida rakuline oksüdatsiooniahel süsinike oksüdeerimiseks ja muundamiseks süsinikdioksiidiks. Kõigi nende keemiliste reaktsioonide jaoks vajate hapniku olemasolu. Seetõttu on rakuline hingamisprotsess üsna oluline.
Krebsi tsükkel algab ensüümi tsitraat-süntetaasiga, mis katalüüsib atsetüülrühma ülekandumise keemiliseks reaktsiooniks sidrunhappe moodustavaks oksaloäädikhappeks ja koensüümi A vabanemiseks. Tsükli nimi on seotud happe moodustumisega tsitruselised ja kõik siin toimuvad keemilised reaktsioonid.
Järgmised oksüdatsiooni- ja dekarboksüülimisreaktsioonid toimuvad järgmistes etappides. Need reaktsioonid põhjustavad ketoglutaarhappe moodustumist. Protsessi käigus eraldub süsinikdioksiid ning moodustuvad NADH ja H. See ketoglutaarhape läbib oksüdatiivse dekarboksüülimisreaktsiooni, mida katalüüsitakse ensüümikompleksiga, mille hulka kuuluvad atsetüül CoA ja NAD. Kõik need reaktsioonid toovad kaasa merevaikhappe, NADH ja GTP molekuli, mis hiljem see kannab oma energia ATP-d tootvale ADP molekulile.
Just viimastest etappidest näeme, et merevaikhape oksüdeerib fumaarhapet, mida nimetatakse ka fumaraadiks. Selle koensüüm on ADF. Siin hakatakse moodustama FADH2, mis on veel üks energiat kandev molekul. Lõpuks on fumaarhape ebameeldiv, et oleks võimalik moodustada õunhapet, mida nimetatakse ka malaadiks. Lõpuks Krebsi tsüklis oksüdeeritakse õunhape oksaloäädikhappeks, nad on tsükli uuesti alustanud. Jällegi toimuvad kõik reaktsioonid samal hetkel ja see algab uuesti.
Tähtsus
On miljoneid argumente teadmiseks, et Krebsi tsükkel on ülimalt oluline lihasmassi moodustamiseks ja keha nõuetekohaseks toimimiseks. Selle tsükli õigeks toimimiseks on meie kehal toimimiseks vaja 5 põhitoitainet: tiamiin, riboflaviin, niatsiin, raud ja glutamiin. Need on aminohapped, mida kasutatakse uue lihaskoe moodustamiseks. Seepärast on vaja teada, kuidas see tsükkel töötab, et rõhutada head toitumist, et suurendada jõudlust ja lihasmassi.
Samuti on kasulik teada Krebsi tsüklit, et vältida arvukaid haigusi, mis on tingitud meie keha energia- või toitainete puudusest. Nagu näete, toimivad kõik need keemilised reaktsioonid kehas üheaegselt, et tagada õige toimimine.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada Krebsi tsüklist ja selle olulisusest.