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What and how the krebs cycle work?

Posted on by Joe Antouri

The Krebs cycle, also known as the citric acid cycle or the tricarboxylic acid(TCA) cycle, is a fundamental metabolic pathway in cells that generates energy through the oxidation of acetyl-CoA, a two-carbon compound derived from carbohydrates, fats, and proteins. The cycle takes place in the mitochondria, the energy-producing organelles within cells. The Krebs cycle involves a series of chemical reactions that produce high-energy molecules, including NADH and FADH2, which feed into the electron transport chain to generate adenosine triphosphate (ATP), the primary energy currency of cells.

Here’s an overview of how the Krebs cycle works:

    1. Acetyl-CoA Formation: The Krebs cycle begins when acetyl-CoA, a compound derived from various sources like glucose, fatty acids, and amino acids, enters the cycle. Acetyl-CoA combines with a four-carbon molecule called oxaloacetate to form a six-carbon compound called citrate.
    2. Citrate Isomerization: Citrate undergoes a series of reactions that rearrange its structure. It is converted into its isomer, isocitrate, by an enzyme called aconitase.
    3. First CO2 Release and NADH Production: Isocitrate is then oxidized, and a molecule of carbon dioxide (CO2) is released. This reaction is catalyzed by isocitrate dehydrogenase, which also generates the first molecule of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), a high-energy electron carrier.
    4. Second CO2 Release and NADH/FADH2 Production: The next step involves the conversion of alpha-ketoglutarate to succinyl-CoA. This reaction releases another molecule of CO2 and generates another molecule of NADH.
    5. ATP Production: In the next step, succinyl-CoA is converted into succinate, and guanosine triphosphate (GTP) is generated. GTP can be easily converted to ATP, providing energy for cellular processes.
    6. Third NADH Production: Succinate is then oxidized to fumarate by succinate dehydrogenase, resulting in the production of the third molecule of NADH.
    7. FADH2 Production: Fumarate is further converted to malate, and then to oxaloacetate, generating the final high-energy molecule, flavin adenine dinucleotide (FADH2).
    8. Regeneration of Oxaloacetate: Oxaloacetate, the molecule that initially combined with acetyl-CoA, is regenerated at the end of the cycle, making it available for the next round of the Krebs cycle.

Overall, the Krebs cycle generates three molecules of NADH, one molecule of FADH2, one molecule of GTP (or ATP), and releases three molecules of CO2 for each acetyl-CoA that enters the cycle. The high-energy molecules NADH and FADH2 produced during the Krebs cycle play a critical role in oxidative phosphorylation, where they donate electrons to the electron transport chain, leading to the production of ATP and water.The Krebs cycle is an integral part of cellular respiration, the process by which cells convert nutrients into energy. It plays a vital role in generating ATP, meeting the energy demands of cells, and maintaining cellular function.

¿Qué y cómo funciona el ciclo de Krebs?

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido

tricarboxílico (TCA), es una vía metabólica fundamental en las células que genera energía mediante la oxidación del acetil-CoA, un compuesto de dos carbonos derivado de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas.El ciclo tiene lugar en las mitocondrias, los orgánulos productores de energía de las células. El ciclo de Krebs implica una serie de reacciones químicas que producen moléculas de alta energía, como el NADH y el FADH2, que alimentan la cadena de transporte de electrones para generar trifosfato de adenosina (ATP), la principal moneda energética de las células.

He aquí un resumen del funcionamiento del ciclo de Krebs:

    1. Formación de acetil-CoA: El ciclo de Krebs comienza cuando el acetil-CoA, un compuesto derivado de diversas fuentes como la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos, entra en el ciclo. El acetil-CoA se combina con una molécula de cuatro carbonos llamada oxaloacetato para formar un compuesto de seis carbonos llamado citrato.
    2. Isomerización del citrato: El citrato sufre una serie de reacciones que modifican su estructura. Se convierte en su isómero, el isocitrato, mediante una enzima llamada aconitasa.
    3. Primera liberación de CO2 y producción de NADH: El isocitrato se oxida y se libera una molécula de dióxido de carbono (CO2). Esta reacción es catalizada por la isocitrato deshidrogenasa, que también genera la primera molécula de nicotinamida adenina dinucleótido (NADH), un transportador de electrones de alta energía.
    4. Segunda liberación de CO2 y producción de NADH/FADH2: El siguiente paso implica la conversión de alfa-cetoglutarato en succinil-CoA. Esta reacción libera otra molécula de CO2 y genera otra molécula de NADH.
    5. Producción de ATP: En el siguiente paso, el succinil-CoA se convierte en succinato y se genera trifosfato de guanosina (GTP). El GTP puede convertirse fácilmente en ATP, proporcionando energía para los procesos celulares.
    6. Tercera producción de NADH: El succinato es entonces oxidado a fumarato por la succinato deshidrogenasa, dando lugar a la producción de la tercera molécula de NADH.
    7. Producción de FADH2: El fumarato se convierte en malato y luego en oxaloacetato, generando la última molécula de alta energía, el dinucleótido de flavina adenina (FADH2).
    8. Regeneración del oxaloacetato: El oxaloacetato, la molécula que inicialmente se combinó con acetil-CoA, se regenera al final del ciclo, quedando disponible para la siguiente ronda del ciclo de Krebs.

En total, el ciclo de Krebs genera tres moléculas de NADH, una molécula de FADH2, una molécula de GTP (o ATP) y libera tres moléculas de CO2 por cada acetil-CoA que entra en el ciclo. Las moléculas de alta energía NADH y FADH2 producidas durante el ciclo de Krebs desempeñan un papel fundamental en la fosforilación oxidativa, donde donan electrones a la cadena de transporte de electrones, lo que conduce a la producción de ATP y agua.El ciclo de Krebs es una parte integral de la respiración celular, el proceso por el cual las células convierten los nutrientes en energía. Desempeña un papel vital en la generación de ATP, la satisfacción de las demandas energéticas de las células y el mantenimiento de la función celular.

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By: Joe Antouri

PROPTA / Professional Personal Trainers AssociationWorldwide Institute for Fitness & Nutrition for Education and Certification

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