Zellatmung Stadium II: Der Krebs-Zyklus
Denken Sie daran, dass die Glykolyse, Stadium I der Zellatmung, zwei Moleküle Pyruvat produziert. Diese Moleküle gelangen in die Matrix eines Mitochondriums, wo sie den Krebszyklus starten. Die Reaktionen, die als nächstes auftreten, sind in Abbildung unten dargestellt. Sie können eine animierte Version unter diesem Link ansehen: http://www.youtube.com/watch?v=p-k0biO1DT8.
Der Krebszyklus beginnt mit Brenztraubensäure aus der Glykolyse. Jeder kleine Kreis im Diagramm repräsentiert ein Kohlenstoffatom. Beispielsweise ist Zitronensäure ein Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen und OAA (Oxalacetat) ein Molekül mit vier Kohlenstoffatomen. Folgen Sie, was mit den Kohlenstoffatomen passiert, während der Zyklus fortschreitet. Wie viele Moleküle werden in einer Umdrehung durch den Zyklus von ATP produziert? Wie viele Moleküle NADH und FADH2 werden produziert?
Bevor der Krebs-Zyklus beginnt, wird Brenztraubensäure, die drei Kohlenstoffatome hat, gespalten und mit einem Enzym namens CoA kombiniert, das für Coenzym A steht. Der dritte Kohlenstoff aus Brenztraubensäure verbindet sich mit Sauerstoff zu Kohlendioxid, das als Abfallprodukt freigesetzt wird. Hochenergetische Elektronen werden ebenfalls freigesetzt und in NADH eingefangen.
Schritte des Krebszyklus
Der Krebszyklus selbst beginnt tatsächlich, wenn sich Acetyl-CoA mit einem Vier-Kohlenstoff-Molekül namens OAA (Oxalacetat) verbindet (siehe Abbildung oben). Dies erzeugt Zitronensäure, die sechs Kohlenstoffatome hat. Aus diesem Grund wird der Krebs-Zyklus auch als Zitronensäurezyklus bezeichnet.
Nachdem sich Zitronensäure gebildet hat, durchläuft sie eine Reihe von Reaktionen, die Energie freisetzen. Die Energie wird in Molekülen von NADH, ATP und FADH2, einer anderen Energieträgerverbindung, eingefangen. Kohlendioxid wird auch als Abfallprodukt dieser Reaktionen freigesetzt.
Der letzte Schritt des Krebszyklus regeneriert OAA, das Molekül, das den Krebszyklus begann. Dieses Molekül wird für die nächste Umdrehung durch den Zyklus benötigt. Zwei Umdrehungen sind erforderlich, da die Glykolyse zwei Brenztraubensäuremoleküle produziert, wenn sie Glukose spaltet. Beobachten Sie, wie die OSU-Band den Krebs-Zyklus präsentiert: http://www.youtube.com/watch?v=FgXnH087JIk.
Ergebnisse des Krebs-Zyklus
Nach der zweiten Umdrehung durch den Krebs-Zyklus wurde das ursprüngliche Glucosemolekül vollständig abgebaut. Alle sechs Kohlenstoffatome haben sich mit Sauerstoff zu Kohlendioxid verbunden. Die Energie aus seinen chemischen Bindungen wurde in insgesamt 16 Energieträgermolekülen gespeichert. Diese Moleküle sind:
- 4 ATP (einschließlich 2 aus Glykolyse)
- 10 NADH (einschließlich 2 aus Glykolyse)
- 2 FADH2
Der Krebs-Zyklus wird bei http://www.youtube.com/watch?v=juM2ROSLWfw überprüft.