post

Цикъл на Кребс. Митохондрии

Цикъл на Кребс (цикъл на лимонената киселина) се наричат поредица от биохимични реакции, които протичат в митохондриите на клетката. Те представляват постгликолитичен етап на клетъчното дишане, който е характерен за аеробните организми. При цикъла на Кребс пирогроздената киселина, получена в резултат на процеса гликолиза, се преработва до оксалоцетна киселина.

По време на взаимодействията се наблюдава редукция на НАД+ (никотинамид-аденин-динуклеотид) до НАДН2. Полученият водород по-късно се транспортира и свързва с кислород, при което се отделя и акумулира енергия под формата на АТФ (аденозинтрифосфат). Като страничен продукт от цикъла на Кребс се отделя и въглероден диоксид.

Митохондрии

Митохондриите са клетъчни органели с овална форма. Отвън имат две мембрани – вътрешна и външна. Между двете се затваря междумембранно пространство. Мембраните обграждат вътрешността на митохондрия, която носи названието матрикс. Вътрешната мембрана има множество вгъвания в матрикса, които се наричат кристи. Количеството на кристите е в пряка зависимост от енергийните нужди на клетката.

Устройство на митохондрий - микроскопска снимка, клетъчно дишане и цикъл на Кребс

Устройство на митохондрий – микроскопска снимка

Всички митохондрии имат в матрикса си свои ДНК, РНК и рибозоми и могат да се делят независимо от клетката, в която се намират. Митохондриалната ДНК представлява кръгови молекули и се предава на децата само от майката. В кристите на тези органели има и голям набор от протеинови и ензимни комплекси, които участват в преноса на електрони и окислителното фософорилиране.

Главната функция на всеки митохондрий е да служи като енергийна централа за клетката, в която се намира. Освен това митохондриите вземат участие в клетъчната диференциация, клетъчното очистване, клетъчната смърт (апоптоза) и други процеси. Броят им в различните по вид клетки зависи от функцията на самите клетки. Еритроците например не се нуждаят от митохондрии, а мускулните и половите клетки са изключително богати на тях.

Една от най-правдоподобните хипотези за произхода на митохондриите е, че са се появили в резултат на ендосимбиоза между прокариоти и еукариотни организми. Смята се, че древни бактерии от даден вид са попадали чрез ендоцитоза в древни еукариоти. Те най-вероятно са проявили някакъв вид резистентност и вместо да бъдат смляни за храна, са започвали взаимоизгодно съществуване с клетката гостоприемник. Доказателства за това са двете мембрани и тяхната структура, наличието на собствена пръстеновидна ДНК, способността за самостоятелно делене и др.

Цикъл на Кребс (цикъл на лимонената киселина)

В матрикса на митохондриите протичат катаболитни окислителни процеси познати под названията цикъл на Кребс или още цикъл на лимонената киселина. Той е биохимичен кръговрат характерен за аеробните организми и протича след процеса гликолиза.

За изходен продукт в цикъла на Кребс клетките използват пирогроздената киселина от цитоплазмата. Нейната предварителна подготовка включва дехидрогениране с помощта на НАД+ и окислително декарбоксилиране с участието на коензим А. Формиралата се оцетна киселина (от пирогроздената) ацилира коензима, при което се получава ацетилкоензим А.

Цикъл на Кребс (цикъл на лимонената киселина)

Цикъл на Кребс (цикъл на лимонената киселина)

Ацетилкоензим А в митохондриалния матрикс взаимодейства с оксалоцетната киселина и вода, коензим А се отделя, а получената лимонена киселина навлиза в следващите етапи от цикъла на Кребс. След това тя на свой ред се изомеризира до изолимонена киселина. Последната с помощта на НАД+ се дехидрогенира и декарбоксилира до α-кетоглутарова киселина.

На следващата стъпка от цикъла на Кребс отново се наблюдава декарбоксилиране и дехидрогениране с участието на НАД+. Новополученият метаболит е янтарна киселина. Тя също губи водород, но този път с помощта на ФАД+. Получената фумарова киселина реагира с вода и се отделя като продукт ябълчна киселина.

Ябълчената киселина отново влиза в дехидрогениране с НАД+ и резултът е оксалоцетна киселина. Така описаният цикъл на Кребс се затваря, когато оксалоцетната киселина встъпи отново във взаимодействие с ацетилкоензим А.

Процесите описани в целия цикъл на Кребс са катаболитни по своята природа и могат условно да се разделят на три групи: 1.) подготвителни 2.) дехидрогениране – водородът се свързва с НАД+ до НАДН2 3.) декарбоксилиране – отделя се въглероден диоксид. Полученият НАДН2 се използва впоследствие от дихателните вериги при окислителното фосфорилиране.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!