Ciclo de Krebs: Reacciones, regulación y papel en enfermedad [COMPLETO]
Summary
TLDREl ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es un proceso esencial en la respiración celular, donde se oxida la acetil-CoA para generar ATP, NADH y FADH2. Este ciclo ocurre en la mitocondria de eucariotas y en el sitio sol de procariotas. Además de su papel en el catabolismo, el ciclo de Krebs también participa en el anabolismo, proporcionando metabolitos para otras rutas metabólicas. Su regulación es crítica para evitar el desperdicio de energía y componentes metabólicos, y su alteración puede conducir a enfermedades, como tumores y problemas cardíacos. El ciclo de Krebs también juega un papel crucial en la señalización celular y en el desarrollo embrionario.
Takeaways
- 🧬 El ciclo de Krebs es una ruta bioquímica crucial en la respiración celular, permitiendo la oxidación completa de la glucosa a dióxido de carbono y agua.
- 🌿 En eucariotas, este ciclo ocurre en la mitocondria, mientras que en procariotas sucede en el citosol.
- 🔋 La energía liberada durante el ciclo de Krebs se conserva en forma de NADH y FADH2, que luego participan en la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa.
- 🔄 El ciclo de Krebs también conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es un proceso anabolio y catabolico, sirve para la oxidación de acetil-CoA y la generación de energía.
- ➡️ El proceso comienza con la condensación de acetil-CoA y oxalacético, formando citrato, y continúa con una serie de reacciones que regeneran el oxalacético para una nueva ronda.
- 🚫 La regulación del ciclo de Krebs es estrecha para evitar el desperdicio de metabolitos, y se ve influenciada por metabolitos como ATP, NADH, acetil-CoA y ácidos grasos.
- 🧪 Las alteraciones en el ciclo de Krebs, tanto genéticas como ambientales, pueden llevar a enfermedades, incluyendo tumores y trastornos metabólicos.
- 🌐 El ciclo de Krebs tiene un papel importante en el anabolismo, proporcionando precursores para la síntesis de ácidos grasos, esteroles, aminoácidos y pirimidinas.
- 🔬 La investigación actual resalta el papel del ciclo de Krebs en la inmunología y el desarrollo embrionario, sugiriendo su importancia más allá del metabolismo energético.
- 🛡️ Un mejor entendimiento del ciclo de Krebs puede ayudar en el diseño de terapias para enfermedades oncológicas, infecciosas y autoinmunes.
Q & A
¿Qué es el ciclo de Krebs y qué papel juega en la respiración celular?
-El ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico, es un proceso metabólico que sirve para oxidar la acetil coenzima A y generar energía. Juega un papel crucial en la respiración celular, donde se oxida la glucosa a dióxido de carbono y agua, generando ATP como fuente de energía.
¿Cuál es la importancia del ciclo de Krebs en la mitocondria de los eucariotas?
-En la mitocondria de los eucariotas, el ciclo de Krebs ocurre en la matriz mitocondrial y es esencial para la producción de energía a través de la respiración celular, ya que es donde se oxidan completamente los grupos acetil para formar dióxido de carbono, liberando energía que se conserva en forma de NADH y FADH2.
¿Cómo se forma el grupo acetil de la coenzima A y de dónde se obtiene?
-El grupo acetil de la coenzima A se forma a partir de la glucólisis, donde los productos finales, el piruvato, se pueden convertir en el grupo acetil. Esto se da gracias a la acción de la complejo piruvato deshidrogenasa, un complejo enzimático que lleva a cabo las reacciones secuenciales para generar acetil coenzima A.
¿Cuál es la función de la citrato sintasa en el ciclo de Krebs?
-La citrato sintasa es la enzima responsable de catalizar la condensación de acetil coenzima A y oxalacetato para formar citrato, un componente con 6 carbonos. Esta reacción es irreversible y marca el inicio del ciclo de Krebs.
¿Qué ocurre en la reacción de descarboxilación durante el ciclo de Krebs?
-Durante la reacción de descarboxilación en el ciclo de Krebs, el isocitrato se convierte en ácido alfa-ketoglutarato, liberando un átomo de carbono en forma de dióxido de carbono y reduciendo el número de carbonos del isocitrato de 6 a 5.
¿Cómo se regula el ciclo de Krebs para evitar la excesiva producción y desperdicio de componentes metabólicos?
-El ciclo de Krebs está fuertemente regulado por metabolitos como el ATP, NADH, acetil coenzima A y ácidos grasos, que indican el nivel de energía metabólica. En presencia de energía suficiente, se inhibe el ciclo, mientras que en condiciones de escasez energética, se activan ciertas enzimas para que el ciclo continúe.
¿Qué papel juega el ciclo de Krebs en el anabolismo y el catabolismo?
-El ciclo de Krebs es una ruta bioquímica anfíbola, participando tanto en el catabolismo, donde se descompone la materia para obtener energía, como en el anabolismo, donde se utilizan metabolitos para construir nuevas moléculas y estructuras celulares.
¿Cómo se relaciona el ciclo de Krebs con las enfermedades?
-Las fallas en las enzimas o secuencia de las reacciones enzimáticas del ciclo de Krebs pueden conducir a enfermedades. Por ejemplo, mutaciones en el gen de la fumarasa pueden causar tumores, y alteraciones ambientales, como el consumo de alimentos dañinos, pueden perturbar el metabolismo y afectar el ciclo de Krebs.
¿Qué es la fosforilación oxidativa y cómo se relaciona con el ciclo de Krebs?
-La fosforilación oxidativa es el proceso por el cual los electrones conservados en NADH y FADH2 son transferidos al oxígeno, liberando una gran cantidad de energía que se conserva en forma de ATP. Este proceso está directamente relacionado con el ciclo de Krebs, ya que los electrones provienen de los transportadores de electrones reducidos generados en el ciclo.
¿Cómo el ciclo de Krebs contribuye a la señalización celular y qué importancia tiene esto en la salud humana?
-El ciclo de Krebs no solo participa en la producción de energía, sino que también provee componentes que participan en la señalización celular, lo que es crucial para la función inmunológica y el desarrollo embrionario. Un mayor entendimiento de estas funciones puede ayudar a desarrollar terapias para enfermedades oncológicas, infecciosas y autoinmunes.
Outlines
🔬 Introducción al Ciclo de Krebs
Este párrafo introduce el Ciclo de Krebs, explicando su papel crucial en la respiración celular de los organismos eucariotas en condiciones aeróbicas. Se describe la glucólisis como la primera etapa del catabolismo de glucosa, y cómo el ciclo de Krebs, junto con otras etapas, permite la oxidación completa de la glucosa a dióxido de carbono y agua. Se menciona que el ciclo de Krebs ocurre en la mitocondria y forma parte de la respiración celular, un proceso en el que las células utilizan oxígeno para generar energía. Además, se explica que en la glucólisis, las moléculas como la glucosa, ácidos grasos y aminoácidos son oxidadas para producir fragmentos de 2 carbonos en forma de acetil-CoA, que luego entran al ciclo de Krebs. El ciclo de Krebs es un proceso metabólico que oxida acetil-CoA y genera energía, y se destaca su importancia a nivel metabólico y para la salud humana.
🧬 Detalles Bioquímicos del Ciclo de Krebs
En este párrafo se detallan las reacciones bioquímicas que ocurren durante el ciclo de Krebs, también conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico. Se describe cómo el acetil-CoA es convertido en citrato por la acción de la citrato sintasa, y se siguen las transformaciones sucesivas de este compuesto a través de la acción de varias enzimas, incluyendo la isoasciato deshidrogenasa y la subsuccinato deshidrogenasa, hasta llegar a la formación de ATP. Se explican las funciones de las enzimas y coenzimas involucradas, como la alfa-ketoglutarato deshidrogenasa y la malato deshidrogenasa, y se mencionan los roles de los cofactores como el manganeso y las vitaminas B. También se discute cómo el ciclo de Krebs es parte tanto del catabolismo como del anabolismo, proporcionando metabolitos para otras rutas metabólicas y participando en la síntesis de分子 como ácidos grasos, esteroles, aminoácidos y pirimidinas.
🔄 Regulación y Importancia del Ciclo de Krebs
Este párrafo aborda la regulación del ciclo de Krebs y su importancia en el metabolismo y la salud humana. Se explica que el ciclo está regulado por metabolitos como ATP, NADH, acetil-CoA y ácidos grasos, que indican el estado energético de la célula. Se mencionan los efectos de la regulación positiva y negativa en varias enzimas del ciclo, como la piruvato deshidrogenasa y la citrato sintasa, y cómo estas regulaciones aseguran que el ciclo no se realice de manera excesiva o ineficiente. Además, se discute el papel del ciclo de Krebs en el anabolismo y el catabolismo, y cómo las reacciones anabólicas y catálíticas mantienen el ciclo en funcionamiento. Se concluye con la relación del ciclo de Krebs con enfermedades, destacando cómo las alteraciones en este ciclo pueden llevar a condiciones patológicas y cómo su comprensión puede ayudar en el tratamiento de enfermedades oncológicas, infecciosas y autoinmunes.
Mindmap
Keywords
💡Ciclo de Krebs
💡Glucólisis
💡Respiración celular
💡Acetil-Coenzima A
💡Fosforilación oxidativa
💡NADH y FADH2
💡Regulación del ciclo de Krebs
💡Anabolismo y catabolismo
💡Enfermedades relacionadas con el ciclo de Krebs
💡Metabolitos
Highlights
El ciclo de Krebs es esencial para la respiración celular, permitiendo la oxidación completa de la glucosa a dióxido de carbono y agua.
La glucólisis es el primer paso bioquímico en eucariotas aeróbicas, seguida por el ciclo de Krebs en la mitocondria.
El ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es un proceso metabólico crucial para la generación de energía.
La energía liberada en el ciclo de Krebs se conserva en forma de NADH y FADH, que son transportadores de electrones.
El proceso de transferencia de electrones en la cadena de transporte de electrones y la subsiguiente fosforilación oxidativa generan ATP.
El ciclo de Krebs es un ciclo anabólico y catabólico, proporcionando metabolitos para otras rutas metabólicas.
Las reacciones catabólicas del ciclo de Krebs son esenciales para la síntesis de ácidos grasos, esteroles, glutamato y aminoácidos.
Las reacciones anabólicas del ciclo de Krebs, como la carboxilasa del piruvato, son importantes para la regeneración de metabolitos.
La regulación del ciclo de Krebs evita la sobreproducción y desperdicio de metabolitos, asegurando que la energía metabólica esté equilibrada.
Los metabolitos como ATP, NADH, acetil-CoA y ácidos grasos actúan como señales para la regulación del ciclo de Krebs.
Las mutaciones en las enzimas del ciclo de Krebs pueden causar enfermedades graves, como tumores y alteraciones metabólicas.
El ciclo de Krebs juega un papel crucial en la inmunidad, participando en la activación de macrófagos y la señalización celular.
La comprensión del ciclo de Krebs puede ayudar en el diseño de terapias para enfermedades oncológicas, infecciosas y autoinmunes.
El ciclo de Krebs es fundamental en el desarrollo embrionario, afectando la formación de sangre y vasos linfáticos.
Alteraciones en el ciclo de Krebs durante el desarrollo embrionario pueden resultar en problemas cardíacos al nacer.
El ciclo de Krebs es un centro metabólico, integrando anabolismo y catabolismo, y proporcionando componentes para la señalización celular.
Transcripts
en este vídeo vamos a hablar acerca del
ciclo de krebs de las reacciones
bioquímicas involucradas de la
regulación del ciclo de krebs y de su
importancia a nivel metabólico y para la
salud humana primero hablemos del ciclo
de krebs y su papel en la respiración
celular en el caso de organismos
eucariotas que viven en medios aeróbicos
la glucólisis es la primera ruta
bioquímica para oxidar sustancias
orgánicas como la glucosa etapas
posteriores como el ciclo de krebs
permitirán oxidar completamente la
glucosa hacia dióxido de carbono y agua
a estas etapas del catabolismo que se
dan en la mitocondria con condiciones
aeróbicas se les llama en conjunto
respiración celular el término se da
porque las células utilizan oxígeno para
generar energía y dióxido de carbono la
respiración celular se da en tres etapas
principalmente en la primera etapa
moléculas como la glucosa ácidos grasos
y algunos aminoácidos son oxidados por
una serie de reacciones bioquímicas para
dar lugar a fragmentos de 2 carbonos en
la forma del grupo acetil de las etílico
enzima a luego en la segunda etapa los
grupos acetil entra en el ciclo de krebs
que por medio de una serie de reacciones
catalizadas por encima estos grupos
acetil se van a oxidar a dióxido de
carbono la energía que se libera en el
ciclo de krebs es conservada en la forma
de transportadores de electrones
reducidos denominados nh y fadh en la
tercera etapa los electrones que se
conservaron en el nh y fadh son
transferidos al oxígeno que es el sector
final de electrones esto se da en la
cadena de transporte de electrones en
este proceso de transferencia de
electrones se libera alta cantidad de
energía que va a ser conservada en la
forma de atp a este proceso de formación
de atp se le denomina fosforilación
oxidativa
ahora hablemos de las reacciones
bioquímicas de este ciclo al ciclo de
krebs se le conoce también como el ciclo
de los ácidos tri carboxílicos o como el
ciclo del ácido cítrico es un proceso
metabólico que sirve para oxidar la
acetil coenzima ah y generar de esta
manera energía
este ciclo ocurre en la mitocondria de
organismos eucariotas específicamente en
la matriz mitocondrial en el caso de los
procariotas este ciclo ocurre en el
sitio sol para iniciar el ciclo de krebs
acetil coenzima y ahora la pregunta es
de donde obtenemos acetil coenzima a
recuerdas en la glucólisis en donde como
productos finales teníamos dos piruvato
si cada uno de ellos se puede convertir
en el grupo acepte el de la acetil
coenzima a esto se da gracias a la
complejo piruvato deshidrogenasa un
complejo enzimático que está conformado
por tres enzimas que llevan a cabo las
reacciones en forma secuencial y
utilizando con enzimas en donde cuatro
de ellas derivan de vitaminas
por ejemplo el piro fosfato de tiamina
pp deriva de la tiamina y lfa de que
deriva de la riboflavina vitamina b2
notemos que en esta reacción hay una
descarboxilasa es por eso que se está
liberando dióxido de carbono entonces
tenemos que el piloto tiene 3 carbonos y
se desprende un átomo de carbono con el
dióxido de carbono entonces vamos a
tener que el grupo acetil posee 2
carbonos recordemos que la coenzima es
la que está unida a este grupo stihl
aquí también se está utilizando el
nicotina me da adenina di nucleótido o
nd pero en forma oxidada para luego
liberar nh quiere decir la versión de
este de nucleótido en forma reducida al
igual que el nh que se formó en la
glucólisis este nh también va a
contribuir a que se forme atp
posteriormente una cadena de transporte
de electrones y fosforilación oxidativa
este nd es derivado de la niacina
vitamina b3 ahora como primera reacción
del ciclo de krebs tenemos que aquí
ocurre la condensación de locsa la zeta
toconás etílico enzima para formar
citrato un componente que tiene 6
carbonos esta reacción la cataliza la
enzima citrato sintasa se le llama
reacción de condensación porque se están
uniendo dos moléculas ten en cuenta que
el sentido de la flecha indica que es
una reacción irreversible la coenzima a
que se libera en esta reacción será
utilizada nuevamente por la complejo
piruvato deshidrogenasa para generar más
acetil coenzima a como segunda reacción
tenemos que la a con y tasa realiza una
reacción enzimática reversible paraíso'
amerizar él
a eso se trató pero para ello se forma
un intermediario denominado el cis con y
tato el iso citrato se va a convertir al
fase tu glutamato aquí está ocurriendo
una descarboxilasa el iso citrato tiene
6 carbonos entonces es de esperarse que
el alfa set ocultará todo tenga 5
carbonos debido a la descarga oxidación
que ocurrió aquí la enzima responsable
de llevar a cabo esta reacción es la iso
citrato deshidrogenasa notemos que aquí
se está utilizando en albox y dado para
formar nh éste nh será crucial para
posteriormente formar energía en la
cadena de transporte de electrones en la
fosforilación oxidativa tengamos en
cuenta que aquí esta enzima la hizo
citrato deshidrogenasa utiliza el catión
de valente manganeso como co factor en
la siguiente reacción el alfa cito
glútea tose descarboxilasa aquí el nap
oxidado sirve como al sector de
electrones y la coenzima a recepción a
el grupo sub símil la alfa tse tung
luther ato deshidrogenasa se parece
mucho a la complejo piruvato
deshidrogenasa en estructura debido a
que tiene tres enzimas y en función
debido a que cada enzima trabajan
frecuencia en la quinta reacción tenemos
que de manera muy similar a las etílico
encima a el sub símil coenzima a posee
un enlace western con una energía libre
estándar de hidrólisis muy negativa la
enzima que lleva a cabo esta reacción es
la sub símil coenzima a sintetasa al
romper el enlace se libera energía que
se utiliza para formar gtp o atp
nuestras células poseen dos y su encima
de la sub final coenzima a una para
formar gtp y la otra para formar atp
también el gtp formado puede donar su
grupo fósforo y el terminal al pp para
formar atp reacción catalizada por la
enzima núcleos y dodi fosfato quinasa el
sub sin ato que se formó en esta
reacción va a ser oxidado a fumarato
gracias a la enzima subs innato
deshidrogenasa en organismos eucariotas
como nosotros esta enzima esta unidad
fijamente a la membrana interna
mitocondrial en esta reacción reversible
se forma fadh
componente que al igual que el nh
transporta electrones que van a servir
para la síntesis de atp posteriormente
en la cadena de transporte de electrones
y fósforo oxidativa en la séptima
reacción el fumarato es hidratado para
formar malato reacción catalizada por la
enzima sumar asa como última reacción
del ciclo de krebs el mandato es oxidado
aos al acetato esta reacción es
catalizada por la enzima malato
deshidrogenasa notemos que aquí se está
formando el 3er nh todas estas
reacciones corresponden a toda una
vuelta del ciclo de krebs y este ciclo
continuará ya que los al acetato se ha
regenerado
entonces como productos del ciclo de
krebs tenemos a 3 enea de h1 fadh 2
dióxido de carbono y un gtp que es
equivalente a un atp como tercer punto
tenemos el rol del ciclo de krebs en el
anabolismo y en el catabolismo en
organismos eucariotas como nosotros el
ciclo de krebs es una ruta bioquímica
anfi bolt y k es decir es parte del
catabolismo y anabolismo en diferentes
contextos metabólicos o de señalización
celular es normal que el ciclo de krebs
brinde metabolitos para alimentar otras
rutas metabólicas
a las reacciones enzimáticas
responsables de sacar estos metabolitos
del ciclo se les llama cata pero ticas
por ejemplo tenemos el citrato que
participan a bio síntesis de ácidos
grasos y esteroles también tenemos a la
alfa sexto glutamato que participa en la
biosíntesis de glutamato y por
consiguiente de purinas y de aminoácidos
como arginina y prolina también la
succión y coenzima a participa en la
formación del anillo de por fina y que
por lo tanto va a servir para la
síntesis del grupo hemo otras reacciones
catsup erótica se incluye en la
formación de fósforo el piruvato a
partir de logs al acetato también a
partir de los sal acetato se puede
formar aspartato y asparagina en donde
servirán para la síntesis de piri
medinas componentes muy importantes en
la biosíntesis de ácidos nucleicos el
ciclo de krebs no siempre da componentes
de ser así el ciclo no podría terminar
ante ello existen las reacciones ana
pero ticas esto es lo inverso a las
reacciones catsup eróticas debido a que
éstas restauran los componentes que
salieron del ciclo en el hígado y el
riñón ocurre una reacción ana pero tica
muy importante esta consiste en la
carboxilasa del piruvato para formar ox
al acetato reacción que se lleva a cabo
por enzima piruvato carboxilasa y se da
cuando el ciclo de krebs está deficiente
en ox al acetato otras reacciones
incluyen la formación de ox al acetato a
partir de fósforo el piruvato y la
formación de mandato a partir de
piruvato esta última reacción se da
mediante la enzima malika en este punto
vamos a hablar acerca de la regulación
del ciclo de krebs al igual que otras
vías metabólicas el ciclo de creps está
fuertemente regulado para de esta manera
evitar la excesiva producción y
desperdicio de componentes metabólicos
los metabolitos como el atp nh acetil
coenzima y ácidos grasos indican que hay
suficiente energía metabólica en el caso
inverso cuando hay metabolitos como el
mp no oxidado y coenzima a algunas
enzimas se activan para que el ciclo
continúe por ejemplo tenemos aquí que la
formación de acetil con cima se ve
comprometida por varios reguladores la
complejo piruvato deshidrogenasa puede
ser regulada a los teóricamente de forma
negativa por el atp la acetil coenzima a
el nh y ácidos grasos sin embargo
también puede ser regulada a los
teóricamente de forma positiva aquí
tenemos el mp la coenzima a el nat
oxidado y el calcio otro ejemplo tenemos
aquí la iso citrato deshidrogenasa que
es inhibida por la suv sin el coenzima y
el nh y por el contrario puede ser
activada por el calcio la citrato
sintasa es regulada negativamente por el
nh las suvs y nelly coenzima a el
citrato y el atp y se activa por el adp
recuerda que el sentido de estas
regulaciones a los teóricas se
fundamenta en que si hay mucha energía
el ciclo de krebs no puede continuar sin
embargo cuando hay poca energía
evidenciado por el mpn oxidado el ciclo
de creex tiene que avanzar esto es de
esperarse debido a que si el ciclo de
creps es una vía metabólica crucial su
regulación tiene que ser muy eficaz
gracias en parte a sus mismos productos
finalmente hablemos de la relación que
tiene el ciclo de krebs con enfermedad
dada la importancia del ciclo de krebs
en el metabolismo es de esperarse que
fallas en las enzimas o secuencia de las
reacciones enzimáticas de este ciclo
conduzcan algún tipo de enfermedad
podemos tener dos formas de alterar el
ciclo de krebs
genéticas
aunque las mutaciones en genes que
forman las enzimas del ciclo de krebs
son muy raras cuando éstas se presentan
son devastadoras para la persona por
ejemplo aberraciones en el gen de la
fumar asa da lugar a tumores del músculo
liso y riñones además mutaciones en las
toxinas o deshidrogenasa puede generar
tumores en las glándulas adrenales el
mecanismo molecular podría hacer que las
mutaciones en los genes de estas enzimas
generen un estado pseudo hipóxico
situación que ayuda al desarrollo del
cáncer la segunda forma de alterar el
ciclo de krebs se da por causas
ambientales esto se da por
perturbaciones en nuestro metabolismo
producto del consumo de comida chatarra
u otros alimentos dañinos que alteran el
metabolismo en general estudios
recientes ponen en evidencia el papel
crucial del ciclo de crepes en las
células inmunitarias por ejemplo el
ciclo de krebs participa en activación
de los macrófagos demostrándonos que su
actividad está más allá de la metabólica
es decir los intermediarios de este
ciclo participan en la señalización
celular intermediarios que han sido
evidenciado son el psuv sin ato y alfa
set ocultará pto los científicos creen
que modulan dos rutas metabólicas como
el ciclo de krebs células inmunes podría
ayudar a hacer frente a infecciones
enfermedades autoinmunes y cáncer además
en el desarrollo embrionario el ciclo de
krebs es crucial para el crecimiento del
sistema endotelial guiando la formación
de sangre y de vasos linfáticos si el
feto presenta disrupción en algunos
pasos del ciclo de krebs esto podría
generar problemas cardíacos al momento
de nacer esto se fundamenta en que la
alteración del ciclo generó un
incremento en los niveles de cortisol el
ciclo de krebs cumple un papel crítico
en el metabolismo energético este
conjunto de reacciones genera
principalmente gtp nh y fadh estos dos
últimos son transportadores de
electrones que ayudarán a las ciencias
de atp posteriormente en la misma me
tocó andrea además este ciclo integral
anabolismo y el catabolismo siendo como
una especie de centro metabólico una
mayor comprensión de este ciclo no sólo
a nivel metabólico sino también como un
proveedor de componentes que participan
en la señalización celular ayudar a los
científicos y médicos a diseñar terapias
que contribuyan al tratamiento de
enfermedades oncológicas
infecciosas y autoinmunes
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