Predmet: BiologijaProfesor: Jasmina Miljković

Učenik: Dušan Kostić

III-4

UVOD

KREBSOV CIKLUS

GLIKOLIZA

LiteraturaLiteratura

Disanje je oksidacija organskih materija u prisustvu kiseonika pri kojoj se oslobađa energija,a ugljenikovi atomi se oksiduju do ugljen-dioksida,pri čemu se stvara voda.

Deo organskih materija stvorenih u fotosintezi oksiduje se u disanju i koristi kao izvor energije.Različite organske materije (skrob,saharoza,masti) mogu biti iskorištene kao izvor energije koja se u njima sadrži u različitoj količini.Prvobitno se izvrši njihovo enzimatsko razlaganje do prostijih jedinjenja koja dalje mogu biti razgrađena u procesu disanja na različitim etapama procesa.       

Ako se u disanju oksidišu ugljeni hidrati,proces teče kroz reakcije glikolize i Krebsovog ciklusa. Kada se pri disanju oksidišu masti,one se razgrađuju na glicerin i masne kiseline koje se dalje razgrađuju u β-oksidaciji masnih kiselina, a zatim se prostija jedinjenja,dobijena iz ovih procesa,dalje razgrađuju i Krebsovom ciklusu do ugljen-dioksida. Pri oksidacijama u kojima učestvuju enzimi dehidrogenaze različitih supstrata, elektroni se prenose na koenzime tih enzima NAD ili FAD. Oslobođena energija oksidacije vezana u obliku redukovanih koenzima NADH + H+  i FADH2  može se pretvoriti u ATP u reakcijama prenosa elektrona kroz elektron-transportni lanac do kiseonika,koji je krajnji primalac elektrona oksidacije,pri čemu se stvara voda. Tako se u disanju organske materije postupno razgrađuju i energija oslobađa postepeno na različitim stupnjevima tako da može biti iskorištena za sintezu ATP, glavnog produkta disanja.

Glikoliza je prva faza razlaganja šećera koja se dešava u citoplazmi. Za ovu fazu disanja nije neophodno prisustvo kiseonika. Ona se dešava i kod aerobnih i kod anaerobnih organizama,a zatim produkti razgradnje glukoze,kod aerobnih organizama ulaze u Krebsov ciklus,a kod anaerobnih dolazi do alkoholnog ili mlečnokiselinskog vrenja. Da bi ušli u glikozu, šećeri prvobitno moraju da budu fosforilovani,čime se podižu na veći energetski nivo,sa koga može početi razgradnja (animacija 1).Kao što se vidi iz animacije u fazi pripreme šećera za disanje, glukoza se fosforizuje, pretvara u fruktozu i vrši se ponovo fosforilacija fruktoze. Nastala fruktoza 1,6-bifosfat se razlaže na dve trioze,gliceraldehid 3-fosfat i dihidroksiaceton-fosfat koje prelaze jedna u drugu.Sada se dešava najvažnija reakcija glikolize; gliceraldehid 3-fosfat se oksiduje u trifosfo-glicerinsku kiselinu,a koenzim enzima trifosfoaldehidne dehidrogenaze,NAD se redukuje u NADH + H+

Deo energije oksidacije koristi se za stvaranje jednog ATP, iz ADP i neorganskog fosfata.Zatim se iz trifosfo-glicerinske kiseline oslobađa jedna fosfatna grupa i prenosi na ADP,pri čemu se stvara ATP.Od fosfo-glicerinske kiseline se daljim reakcijama dobija fosfoenolpirogrožđana kiselina.Odvajanjem još jedne fosfatne grupe i prenošenjem na ADP stvara se drugi molekul ATP,a ostaje, pirogrožđana kiselina kao krajnji produkt glikolize.Po istom putu se oksiduje i druga trioza,dihidroksiaceton-fosfat koji se pretvara u gliceraldehid 3-fosfat u onoj mjeri u kojoj se ovaj oksiduje i održava njegovu koncentraciju.

Animacija kako glikoliza radi =>>>>

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072507470/student_view0/chapter25/animation__how_glycolysis_works.html

Tako se u toku pripreme šećera za glikolizu troše dva ATP za svaki molekul glukoze. Oksidacijom svake od dobijenih trioza stvori se po 2ATP,ukupno 4 ATP.Pošto su dva ATP prethodno utrošena za fosforilaciju glukoze,to je čist prinos glikolize 2 ATP.

        Pri oksidaciji fosfoglicer-aldehida u trifosfo-glicerinsku kiselinu redukuje se po jedan NAD u N ADH + H+  za svaku triozu.Tako se u glikolizi od jedne glukoze sa 6 ugljenikovih atoma dobiju 2 molekula pirogrožđane kiseline sa po 3 C atoma,2 ATP i 2 NADH + H+ .

        Kod anaerobnih organizama pirogrožđana kiselina se dajle razgrađuje putem vrenja (fermentacija).To moze biti alkoholno ili mlečno-kiselinsko vrenje.Pirogrožđana kiselina se u procesu alkoholnog v renja dekarboksiluje,pri čemu se oslobađa CO2 ,a nastaje acet-aldehid,koji se zatim redukuje u etil-alkohol (animacija 2).Redukcija se vrši pomoću enzima alkoholne dehidrogenaze koja troši NADSH + H+ .

        Pri mliječno-kiselinskom vrenju pirogrožđana kiselina se redukuje u mlečnu,bez prethodne dekarboksilacije.

        U procesu vrenja stvara se manje energije nego u aerobnom disanju,svega dva molekula ATP za svaki molekul glukoze,jer se redukovani NADH + H+ troše za redukciju acet-aldehida u etil-alkohol i pirogrožđane kiseline u mliječnu.

        Mikroorganizmi koji vrše alkoholno vrenje,na primjer kvasci (Saccharomyces sp.),koriste se za industrijsku proizvodnju piva,alkoholnih pića i hljeba.

        Bakterije iz roda Lactobacillus vrše mliječnokiselinsko vrenje i koriste se za proizvodnju kiselog mlijeka,jogurta,kefira.  

 

Ovaj metabolički put se naziva Krebsov ciklus po imeni naučnika koji ga je prvi otkrio 1937. godine.Krebsov ciklus dalje razgrađuje pirogrožđanna kiselina,dobijena u procesu glikolize.Proces teče u dva stupnja.Prvi stupanj je priprema pirogrožđane kiseline za ulazak u Krebsov ciklus,dok je stupanj razgradnja dvokarbonskog ostatka.Najprije se pirogrožđana kiselina dekarboksiluje,pri čemu se oslobađa CO2 ,a preostali dvokarbonski fragment-acetat se vezuje za koenzim A(C0A), u složenom nizu reakcija.Koenzim A je nosilac acetil-grupe,isto kao što je ATP nosilac fosfatnih grupa i NAD nosilac elektrona.(To je složeno jedinjenje koje sadrži adenin,ribozu i fosfat,vatamin B-kompleksa i preko -SH grupe vezuje acetil-grupu).

Acetil-C0A se vezuje sa oksalosirćetnom kiselinom (C-4) i daje limunsku kiselinu (C-6).                           

         Dalje reakcije u ciklusu su transformacije limunske kiseline,pa se on naziva i ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilne kiseline, poštoona sadrži tri COOH grupe.U  ciklusu se acetilni dvokarbonski ostatak potpuno razgrađuje od CO2 u dva stupnja,a energija,oslobođena pri oksidacijama u četiri stupnja,vezuje se u obliku redukovanih koenzima NADH+ + H  i FADH + H+ .

         U ciklusu se stvaraju α-ketoglutarna,ćilibarna, i druge organske kiseline i ponovo se regeneriše oksalo-sirćetna kisečina,od koje ponovo započinje ciklus.

         Krebsov ciklus je glavni metabolički put za razgradnju organskih materija i dobijanje energije u obliku redukovanih koenzima,koja će se potom ugraditi u ATP.

         Osim toga,organske kiseline nastale u Krebsovom ciklusu su početna jedinjenja za mnoge sinteze u ćeliji,prije svega za sinteze aminokiselina.