Krebszyklus in Mitochondrien? 9 Fakten, die Sie kennen sollten

Der Krebszyklus ist einer der gemeinsamen Wege für die aerobe Atmung. Lassen Sie uns weitere Fakten über den Krebszyklus und die Mitochondrien erkunden.

Zitronensäurezyklus und Tricarbonsäurezyklus sind andere Namen für den Krebszyklus. Dies ist ein typischer Stoffwechselweg für die Oxidation von Kohlenhydraten, Lipiden und Aminosäuren.

Die aerobe Atmung ist ein mehrstufiger enzymvermittelter katabolischer Prozess, der Energie freisetzt. Es beinhaltet die vollständige Oxidation des Nahrungssubstrats mit Hilfe von Sauerstoff, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden, zusammen mit der Erzeugung einer großen Menge an ATP.

Tritt der Krebszyklus in Mitochondrien auf?

Mitochondrien sind der Hauptort für die ATP-Synthese. Lassen Sie uns diskutieren, ob der Krebszyklus in Mitochondrien oder im Zytosol stattfindet. 

Der Krebszyklus findet in den Mitochondrien statt. Es wird hauptsächlich in der mitochondrialen Matrix betrieben. In Eukaryoten ist der Ort für den Krebszyklus Mitochondrien, aber in Prokaryoten tritt er in der Zytosolregion auf.

Atmungsenzyme sind sowohl in der mitochondrialen Matrix als auch in der inneren Membran vorhanden. Krebszyklus und der Elektronentransportkette sind miteinander verknüpft. Der Prozess der Phosphorylierung auf Substratebene produziert wenige ATP-Moleküle. Sauerstoff wird mit Wasserstoff umgesetzt, um während der terminalen Oxidation metabolisches Wasser zu erzeugen.

Warum tritt der Krebszyklus in Mitochondrien auf?

Mitochondrien haben ihre eigene DNA und kann ohne den Zellkern funktionieren. Lassen Sie uns den Grund herausfinden, warum der Krebszyklus auftritt Mitochondrien statt Zytoplasma. 

Der Krebszyklus findet in Mitochondrien statt, da er die für die aerobe Oxidation von Pyruvat notwendigen Enzyme enthält. Mitochondrien haben einen prähistorischen Ursprung in der Energieerzeugung.  

Das besagt die Endosymbiontentheorie Mitochondrien werden von den primitiven Zellen verschlungen für den Energieaustausch. Daher hängt die gesamte Zelle von den Mitochondrien für die Produktion von ATP ab.

Wie läuft der Krebszyklus in Mitochondrien ab?

Der Krebszyklus findet in Mitochondrien von Eukaryoten statt, um Energie zu erzeugen. Lassen Sie uns entdecken, wie es in den Mitochondrien vorkommt.

Das Pyruvat aus der Glykolyse kann in den Mitochondrien nicht direkt in den Krebszyklus eintreten. Nachfolgend sind die Schritte aufgeführt, die uns helfen zu verstehen, wie der Krebszyklus in den Mitochondrien abläuft.

  • Das Pyruvat aus der Glykolyse wird zunächst in Acetyl-CoA umgewandelt.
  • Letzteres tritt zum weiteren Abbau in den Krebszyklus ein.
  • Oxalacetat ist das erste Akzeptormolekül, das sich mit Acetyl-CoA verbindet, um das erste Produkt namens Tricarbonsäure zu bilden.
  • Dabei werden organische Moleküle in Pyruvat gespalten Glykolyse im Zytoplasma.
  • Dann findet eine oxidative Decarboxylierung von Pyruvat statt, um Acetyl-CoA zu bilden.
  • Mit Hilfe des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes wird Pyruvat oxidiert und decarboxyliert, wodurch eine Acetatgruppe mit zwei Kohlenstoffen oder Acetyl-CoA zusammen mit NADH und CO entsteht2.

Wo tritt der Krebszyklus in Mitochondrien auf?

Der Krebszyklus findet im Gegensatz zur Glykolyse nicht im Zytoplasma der Zelle statt. Lassen Sie uns den genauen Ort bestimmen, an dem es passiert.

Der Krebszyklus findet hauptsächlich in der mitochondrialen Matrix statt. Im Gegensatz zur Glykolyse ist der Krebszyklus ein geschlossener Weg mit acht Schritten. Oxalacetat entsteht in der Endphase des Zitronensäurezyklus und ist dann bereit, mit Acetyl-CoA kombiniert zu werden, um einen neuen Zyklus zu beginnen.

Krebszyklus im Mitochondriendiagramm

Ein Molekül Glukose leitet den Beginn der Zellatmung ein. Lassen Sie uns die verschiedenen Schritte des Krebszyklus mit Hilfe des Diagramms untersuchen.

In der mitochondrialen Matrix treten zwei während der Glykolyse produzierte Pyruvatmoleküle in den Krebszyklus ein. Im Vorbereitungsschritt werden zwei Pyruvat-Moleküle mit Hilfe des Enzyms Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex in 2 Acetyl-CoA umgewandelt.

Krebszyklus in den Mitochondrien
Krebszyklus in Mitochondrien

Der Krebszyklus tritt in acht Schritten in einem zyklischen Weg auf und produziert Energie in Form von ATP. Alle für den Zitronensäurezyklus erforderlichen Enzyme sind innerhalb der Matrix vorhanden, mit Ausnahme der Succinatdehydrogenase, die in der inneren Mitochondrienmembran vorhanden ist. Der vollständige zyklische Weg ist im obigen Diagramm zu sehen.

Funktionen des Krebszyklus in Mitochondrien

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. Es versorgt die gesamte Zelle mit Energie in Form von ATP. Lassen Sie uns die Funktionen des Krebszyklus bei der Energieerzeugung herausfinden.

Die Liste der Funktionen des Krebszyklus in Mitochondrien lautet wie folgt:

  • Die Hauptfunktion des Krebszyklus besteht darin, Energie zu erzeugen, die dann übertragen und als ATP oder GTP gespeichert wird.
  • Der Krebszyklus wirkt amphibolisch, was bedeutet, dass er sowohl anabole als auch katabole Rollen hat.
  • Der gemeinsame Weg für die Oxidation von Aminosäuren, Kohlenhydraten und Fetten ist der Krebszyklus.
  • Die höchste Anzahl an Energiemolekülen ATP wird im Krebszyklus erzeugt.
  • Die Synthese und der Abbau von Fettsäuren, Steroiden, Carotinoiden, Terpenen und aromatischen Chemikalien werden beide durch Acetyl-CoA unterstützt. 
  • Der Krebszyklus ist ein zyklischer Weg, der aus acht Enzymen besteht, von denen eines in der inneren Mitochondrienmembran vorhanden ist, dh Succinatdehydrogenase.
  • Der Krebszyklus benötigt keine Sauerstoffmoleküle. Im letzten Schritt der aeroben Atmung wird jedoch Sauerstoff benötigt.
  • Der Großteil der von aeroben Zellen verbrauchten Energie wird durch den Krebszyklus erzeugt, wenn er in die terminale Oxidation eintritt.
  • Der Krebszyklus spielt eine entscheidende Rolle bei der Zellentwicklung und dem Zellwachstum.
  • Die aus dem Krebszyklus erzeugte Energie hilft beim Wachstum von Endothelzellen.

Wie viel ATP wird im Krebszyklus produziert?

Ein NADH-Molekül erzeugt 3 ATP und ein FADH produziert 2 ATP im Stoffwechselweg. Lassen Sie uns untersuchen, wie viele ATP-Moleküle im Krebszyklus produziert werden.

Nur zwei ATP werden während des Krebszyklus aus zwei Pyruvatmolekülen bei der Phosphorylierung auf Substratebene produziert. Es gibt auch eine Produktion von sechs NADH und zwei FADH2 Molekül, aber sie erzeugen ATP im Elektronentransportsystem.

Bei der Glykolyse werden 8 ATP produziert (2 ATP sind direkt und 6 ATP werden aus 2 NADH gebildet). Während der Pyruvatoxidation oder des Gateway-Schritts bildet es 6 ATP aus 2 NADH. Im Krebszyklus wird die maximale Anzahl an ATP produziert, es ergibt 24 ATP-Moleküle. Daher ergibt ein einzelnes Glucosemolekül in vielen Eukaryoten etwa 36 ATP-Moleküle.

Was ist eine Elektronentransportkette?

Die im Krebszyklus gebildeten reduzierten Coenzyme treten in die Elektronentransportkette ein. Lassen Sie uns über die Elektronentransportkette und ihre Funktionsweise diskutieren.

Die Elektronentransportkette ist eine Gruppierung von Coenzymen und Cytochromen, die beim Transport der Elektronen bergab entlang des abnehmenden Redoxpotentials mit Energieverlust bei jedem Schritt helfen. In der Elektronentransportkette sind fünf Komplexe und verschiedene Elektronenträger vorhanden.

Diese Elektronenträger sind Flavine, FeS-Komplex, Chinone und Cytochrome. Diese Ladungsträger transportieren Elektronen und Protonen zur äußeren Mitochondrienkammer. Diese Protonen erzeugen einen Gradienten über die innere Mitochondrienmembran, der dann mit Hilfe von F in ATP umgewandelt wird0-F1 Komplex.

Wo findet die Elektronentransportkette statt?

Der Krebszyklus ist mit der Elektronentransportkette verbunden. Lassen Sie uns den Ort herausfinden, an dem es auftritt.

ETC oder Elektronentransportkette tritt in der inneren Membran der Mitochondrien. Es enthält Elektronenträger und verschiedene Komplexe darin. Das gesamte in der mitochondrialen Matrix produzierte NADH gibt Elektronen an die Elektronenträger ab und wird von NADH zu NAD oxidiert+.

Wenn sich Elektronen mit dem Elektronenträgersystem bewegen, bewegen sie sich von einem höheren Energiezustand in einen niedrigeren Energiezustand. Dies macht also die Ansammlung von Elektronen im inneren Membranraum. Diese Elektronen bewegen sich dann in Richtung F0-F1 komplex und erzeugt ATP.

Fazit

Um diesen Beitrag abzuschließen, schließen wir, dass der Krebszyklus in Mitochondrien stattfindet. Es tritt nur in Mitochondrien auf, da spezielle Atmungsenzyme nur in der mitochondrialen Matrix vorhanden sind, die für die Oxidation von Pyruvat erforderlich sind. Der Krebszyklus ist mit der Elektronentransportkette verbunden, die die innere Membran der Mitochondrien umfasst.

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