Zelulen Metabolismoa: Glukolisi, Krebs eta Beta-Oxidazioa

Metabolismo Zelularreko Prozesu Nagusiak

β-Oxidazioa: Gantz-Azidoen Degradazioa

β-oxidazioa prozesu bat da, non gantz-azidoak mitokondriaren matrizean degradatzen diren energia lortzeko. Gantz-azido bakoitza acil-CoA bihurtzen da eta ziklo batean sartzen da, lau erreakzio jarraian gertatzen direnak: deshidrogenazioa, hidratazioa, bigarren deshidrogenazioa eta tiolisia. Ziklo bakoitzarekin, molekula bat acetil-CoA, NADH eta FADH2 sortzen dira. Acetil-CoA Krebsen zikloan sartzen da ATP ekoizteko, eta NADH eta FADH2 arnas katean sartzen dira, energia gehigarri sortuz. Prozesua errepikatzen da gantz-azido osoa acetil-CoA bihurtu arte, eta muskulu eta gibeleko ehunetan oso garrantzitsua da, batez ere gosea edo ariketa luzearen bitartean.

Glukolisia: Glukosaren Hasteko Degradazioa

Glukolisiaren lehen fasean, bi glizeraldehido-3-fosfato molekula eratzen dira, glukosa molekula fosforilatzearen ondorioz. Glukosaren fosforilazio entzimatikoa bikoitza da (2 ATP behar dira). Lehenik, C6 karbonoan gertatzen da, eta, gero, C1 karbonoan. Horren ondoren, glukosa molekula (6C) zatitu egiten da, eta bi glizeraldehido-3-fosfato (3C) molekula eratzen ditu.

Bigarren fase honetan, bi glizeraldehido-3-fosfato molekula bi pirubato molekulatan bihurtzean askatzen den energia lortzen da; energia hori lau ADP molekulen fosforilaziorako erabiltzen da, eta, ondorioz, lau ATP molekula sintetizatzen dira. Lehen fasean bi ATP molekula kontsumitu direnez, azken balantzea bi ATP molekulakoa da. Gainera, ahalmen erreduktorea sortzen da, askatutako elektroiak NAD+ koentziman harrapatzen baitira, eta hori NADH bihurtzen da.

Hartzidura motak

• Hartzidura Alkoholikoa: Glukolisian sortutako pirubatoa etanol eta CO2 bihurtzen duen prozesua da, legami anaerobio fakultatiboek egiten dutena (adibidez, Saccharomyces). Glukosaren bi pirubato molekulak bihurtzen dira, bi ATP sortzen dira eta NAD+ erreduzituz NADH lortzen da. Pirubatoak azetaldehido bihurtzen da CO2 askatuz, eta azetaldehidoa NADH erabiliz erreduzitu, NAD+ berreskuratuz.
• Hartzidura Laktikoa: Glukolisian sortutako pirubatoa azido laktiko bihurtzen duen prozesua da, Lactobacillus bakterioek edo muskuluak anaerobio egoeran egiterakoan. Glukosaren bi pirubato molekulak bi ATP sortuz bihurtzen dira, NAD+ erreduzituz NADH lortuz. Ondoren, pirubatoa NADH erabiliz azido laktiko bihurtzen da, NAD+ berriro berreskuratuz.

Pirubatoaren Deskarboxilazio Oxidatiboa

Deskarboxilazio oxidatiboa pirubatoaren karboxilo taldea CO₂ molekula gisa kanporatzen den prozesu bat da; prozesu berean, gelditzen den azetilo taldea (CH₃-CO-) A kontzimarekin (CoA-SH) elkartzen da, eta azetil-CoA eratzen dute. Hidrogeno atomoak NAD⁺ koentzimak hartzen ditu; hala, koentzima hori erreduzitu, eta NADH + H⁺ bihurtzen da. Gero, NADH molekula horrek arnasketaren hirugarren fasean esku hartuko du; elektroi-garraioan eta fosforilazio oxidatiboan, alegia.

Deskarboxilazio oxidatiboa pirubato deshidrogenasa izeneko konplexu entzimatiko batek katalizatzen du. Konplexu hori zelula eukariotoen mitokondrietan eta zelula prokariotoen zitoplasman egoten da.

Krebsen Zikloa (Azido Zitrikoaren Zikloa)

Azetil-CoA abiapuntu hartuta, arnasketaren bigarren fasea hasten da: Krebsen zikloa. Bide hori ziklikoa da, glukolisia ez bezala (glukolisia sekuentzia lineala da).

Krebsen zikloan, azetil-CoA lau karbonodun molekula batekin elkartzen da; oxalazetatoarekin (amaierako produktua), alegia. Krebsen bideari berriro etengabe hasteko lotzen zaio oxalazetatoa hasierako konposatuari (azetil-CoA).

Azetil-CoA degradatu egiten da Krebsen zikloan, bi CO₂ molekula eratu arte. Askatzen joaten diren elektroiak NAD+ eta FAD koentzimek hartzen dituzte, eta, bi koentzima horien erredukzioaren ondorioz, NADH (+ H⁺) eta FADH2 formak eratzen dira, bi ATP molekula sintetizatzearekin batera.

Fosforilazio Oxidatiboa eta Elektroien Garraioa

Elektroi-garraioa arnas katean gertatzen da, mitokondriaren barruko mintzean dauden lau konplexu proteiniko (I-IV) eta horien artean elektroiak transferitzen dituzten proteinen (ubikinona eta c zitokromo) bidez. Pirubatoaren deskarboxilazioan eta Krebsen zikloan sortutako NADH eta FADH2 elektroiak ematen dituzte, I konplexutik (NADH) eta II konplexutik (FADH2) abiatuta, ubikinonara, III konplexura, c zitokromora eta IV konplexura garraiatzen direnak, azken hartzaile O2ra iritsi arte. Erredox erreakzioetan elektroi-emaitzailea agente erreduzitzailea da eta hartzailea oxidatzailea; elektroiak energia-maila handitik txikira mugitzen dira, eta I, III eta IV konplexuek askatutako energia erabiltzen dute protoiak (H⁺) matrize mitokondrialetik mintzarteko eremuraino ponpatzeko.

Fosforilazio oxidatiboa esaten zaio elektroiek arnas katean zeharko garraioan askatutako energia erabiliz ATPa sintetizatzeko prozesuari. ATParen sintesia konplexu proteiniko batek (hots, ATP sintasak) katalizatzen du. Fosforilazio oxidatiboan ATP sintetizatzen duen mekanismoari Mitchell-en teoria kimiosmotikoa deritzo.