El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.
El ciclo de krebs, también denominado ciclo de ácido cítrico o de ácido tricarboxílico, es un proceso metabólico celular vital. Durante este ciclo aparecen diversas reacciones químicas que forman parte de la respiración celular.
En estos organismos aeróbicos, el ciclo de krebs es el anillo de enlace de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua. El resultado es energía que puede destinarse a producir ATP y NADH.
Es decir, el ciclo de Krebs forma parte de cómo se metaboliza y asimila la materia orgánica en las célulcas para obtener la energía necesaria.
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El ciclo de krebs puede estar ubicado en:
Para poder realizar su función correctamente, el ciclo de krebs debe encargarse de generar una combinación de energía química entre el trifosfato de adenosina (ATP), dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y el flavín adenín dinucleótido (FADH2) con el fin de oxidar el ácido pirúvico.
Este proceso de metabolización oxidativa de glúcidos, lípidos y proteínas se divide en tres etapas, en las cuales el ciclo de krebs se ofrece como la segunda.
En esta etapa, los carbonos de las macromoléculas dan lugar al acetil-CoA, incluyendo las vías catabólicas de aminoácidos, la beta oxidación de los ácidos grasos y de la glucolisis.
En la mitocondria de la célula, dentro del cristae que se encuentra en el interior de sus membranas, toman lugar las enzimas más importantes y necesarias para la producción del trifosfato de adenosina (ATP).
Durante el proceso, la molécula de ácido pirúvico se descompone mediante una enzima. Así se libera un átomo de carbono en forma de dióxido de carbono. Los dos átomos de carbono restantes se combinan con una coenzima llamada coenzima A. Esta combinación forma acetil-CoA.
En el proceso, los electrones y un ion de hidrógeno se transfieren al dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD) para formar dinucleótido de nicotinamida y adenina de alta energía (NADH).
El acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs al combinarse con un ácido de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético, esta combinación forma el ácido de seis carbonos llamado ácido cítrico. Este se somete a una serie de conversiones catalizadas por enzimas, las cuales involucran hasta diez reacciones químicas.
Los electrones de alta energía son liberados en forma de NAD. El cual también adquiere un ion de hidrógeno y se convierte en NADH. Además, FAD sirve como aceptor de electrones y adquiere dos iones de hidrógeno para convertirse en FADH2.
Además, en una de las reacciones, se libera suficiente energía para sintetizar una molécula de ATP. Ya que por cada molécula de glucosa hay dos moléculas de ácido pirúvico que ingresan al sistema, se forman dos moléculas de ATP.
Cabe destacar que, durante el ciclo de Krebs, se liberan los dos átomos de carbono de la acetil-CoA. Cada uno forma una molécula de dióxido de carbono que al combinarse con el ácido pirúvico en acetil-CoA serán desprendidos como gas residual.
Al final del ciclo de Krebs, el producto final es ácido oxaloacético. Este es idéntico al ácido oxaloacético del inicio pero ahora la molécula está lista para aceptar otra molécula de acetil-CoA. Así comenzará otro nuevo ciclo.
El ciclo de Krebs forma (por dos moléculas de ácido pirúvico) dos moléculas de ATP. Además de diez moléculas de NADH y dos moléculas de FADH2. El NADH y el FADH2 se usarán en el sistema de transporte de electrones dentro de la respiración celular.
En la tercera etapa se da la fosforilación oxidativa de los componentes. Así se obtiene el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y el flavín adenín dinucleótido (FADH2). Este último se utiliza para la reducción del trifosfato de adenosina (ATP).
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para ciertas biomoléculas y aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica; es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
El nombre de esta vía metabólica es un derivado del ácido cítrico, pues del mismo modo, este se consume y luego se regenera por la secuencia de reacciones para completar el ciclo.
Ver también:Un grupo de científicos encuentra un sistema para que las células de leucemia se destruyan entre sí
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