La ruta metabólica conocida como ciclo de Krebs es esencial para la respiración celular de organismos aerobios.
Ciclo de Krebs es una de las denominaciones que recibe una serie de reacciones químicas que se producen en organismos aeróbicos como parte del proceso de respiración celular. En células eucariotas, el también conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico tiene lugar en la matriz mitocondrial (una zona o un compartimento que se ubica dentro de las mitocondrias). En las células procariotas, en cambio, este asunto posee como escenario al citoplasma.
Estas rutas metabólicas posibilitan que, gracias a la oxidación de la molécula acetilcoenzima A (comúnmente mencionada como Acetil-CoA), se libere energía acumulada. En este contexto se produce un fenómeno oxidativo de proteínas, glúcidos y lípidos que abarca tres instancias: tras la producción de Acetil-CoA, la glucólisis, la beta oxidación que involucra a ácidos grasos y la reacción química definida como desaminación oxidativa se despliega el ciclo de Krebs. Llega después el proceso de carácter metabólico catalogado como fosforilación oxidativa, el cual genera adenosín trifosfato (ATP) aprovechando la energía que surge cuando se oxidan nutrientes.
Es oportuno mencionar la existencia de una reacción que se opone al citado ciclo de Krebs, por eso se cataloga como ciclo de Krebs inverso. Es un recurso que ciertas bacterias aprovechan para, en base a agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2), originar compuestos orgánicos.
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ResumenFunción del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs, que se encuentra motorizado por el acetil-CoA, abarca reacciones químicas primordiales para que pueda concretarse la respiración celular.
El proceso se pone en marcha cuando un grupo acetilo conformado por un par de carbonos de acetil-CoA se transfiere a un compuesto aceptor que consta de cuatro carbonos (un metabolito llamado ácido oxaloacético, oxalacetato en su presentación ionizada) y se forma así, gracias a una reacción de condensación, un citrato. Éste sufre transformaciones de índole química y pierde por ello grupos carboxilo. Ocurren en esta etapa sucesos complejos que permiten que se regenere el oxaloacetato de cuatro carbonos al término de cada uno de los ciclos.
A continuación del ciclo de Krebs sucede la fosforilación oxidativa. En este periodo se observa una cadena de transporte de electrones que se vale de la energía potencial propia de los electrones para lanzarle protones al área que hay entre las membranas de las mitocondrias.
Es indispensable dentro de la ciencia conocer al detalle las características, alcances y aplicaciones del ciclo de Krebs ya que se han detectado patologías y anomalías o defectos que guardan relación con él. Se han identificado, por ejemplo, genes vinculados al ciclo de Krebs que predisponen a determinados individuos a desarrollar tumores de tipo neuroendocrino como lo son los paragangliomas y los feocromocitomas.
Es constructivo saber, además, que se requieren secuencias de las reacciones implicadas en el ciclo de Krebs para el mantenimiento de la vida, ya que cada etapa de manera individual no alcanza para tal fin. Profundizando las investigaciones y los conocimientos en torno a este proceso se puede llegar a comprender cómo, hace aproximadamente cuatro mil millones de años, se activaron las manifestaciones de vida en el planeta Tierra. Hace unos años, por detallar un caso concreto, un grupo de científicos, apelando a elementos representativos de antiguos sedimentos terrestres, demostró en un laboratorio de Reino Unido que el ciclo de Krebs puede reflejarse en una vía metabólica que se caracteriza por estar libre de enzimas y se activa por una clase de partículas conocidas como radicales de sulfato.
El ciclo de Krebs se lleva a cabo, por ejemplo, en la matriz mitocondrial de las células eucariotas.
Historia
De acuerdo a conjeturas de expertos en este tema, el ciclo de Krebs ha ido evidenciando transformaciones a medida que fue pasando el tiempo. Se dice, incluso, que fueron surgiendo numerosas alternativas respecto a este proceso pero éste parece haberse consolidado conjugando en una misma ruta metabólica las otras opciones.
Respecto a la denominación más extendida hay que señalar que lleva el apellido del bioquímico que lo descubrió: Hans Adolf Krebs. En 1953, él y Fritz Lipmann fueron recompensados con un Premio Nobel por el hallazgo de la coenzima A y el ciclo del ácido cítrico.
Fue sumamente relevante, de igual modo, el trabajo de Albert Szent-Györgyi, un fisiólogo de origen húngaro que también recibió un Premio Nobel, en su caso en 1937 a raíz de sus aportes en materia de respiración celular.
El citoplasma es el área de las células procariotas en donde se desarrolla el ciclo de Krebs.
Importancia del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs tiene una gran relevancia para el metabolismo celular. Es indispensable, por ejemplo, para que los organismos aeróbicos, mediante la respiración celular, puedan emplear el oxígeno en pos de lograr la descomposición de moléculas de glucosa, entre otras sustancias de origen orgánico, a fin de conseguir energía.
Asimismo, este ciclo es clave para el proceso de sintetizar precursores metabólicos. En este marco existe la posibilidad de desviar diversas moléculas intermedias que intervienen en el ciclo de Krebs hacia diferentes vías metabólicas y sintetizar así compuestos que resultan imprescindibles para un óptimo funcionamiento de las células.
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