دورة كريبس في الميتوكوندريا؟ 9 حقائق يجب أن تعرفها


دورة كريبس هي أحد المسارات الشائعة للتنفس الهوائي. دعونا نستكشف المزيد من الحقائق حول دورة كريبس والميتوكوندريا.

دورة حامض الستريك ودورة حمض الكربوكسيل هي أسماء أخرى لدورة كريبس. هذا هو المسار الأيضي النموذجي لأكسدة الكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية.

التنفس الهوائي عبارة عن إنزيم متعدد الخطوات بوساطة الطاقة يطلق عملية تقويضية. إنه ينطوي على أكسدة كاملة لركيزة الطعام بمساعدة الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء جنبًا إلى جنب مع توليد كمية عالية من ATP.

هل تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا؟

الميتوكوندريا هي الموقع الرئيسي لتخليق ATP. دعونا نناقش ما إذا كانت دورة كريبس تحدث في الميتوكوندريا أو في العصارة الخلوية. 

تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا. يتم تشغيله بشكل رئيسي في مصفوفة الميتوكوندريا. في حقيقيات النوى ، موقع دورة كريبس هو الميتوكوندريا ولكن في بدائيات النوى يحدث في منطقة العصارة الخلوية.

توجد إنزيمات الجهاز التنفسي في كل من مصفوفة الميتوكوندريا والغشاء الداخلي. دورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون مترابطتان. تنتج عملية الفسفرة على مستوى الركيزة عددًا قليلاً من جزيئات ATP. يتفاعل الأكسجين مع الهيدروجين لإنتاج الماء الأيضي أثناء الأكسدة النهائية.

لماذا تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا؟

تمتلك الميتوكوندريا الحمض النووي الخاص بها ويمكن أن تعمل بدون نواة الخلية. دعونا نكتشف سبب حدوث دورة كريبس في الميتوكوندريا بدلاً من السيتوبلازم. 

تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا لأنها تحتوي على الإنزيمات اللازمة لأكسدة البيروفات الهوائية. الميتوكوندريا لها أصل ما قبل التاريخ لإنتاج الطاقة.  

تنص نظرية التكافل الداخلي على أن الميتوكوندريا تبتلعها الخلايا البدائية من أجل تبادل الطاقة. لذلك ، تعتمد الخلية الكاملة على الميتوكوندريا لإنتاج ATP.

كيف تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا؟

تحدث دورة كريبس في ميتوكوندريا حقيقيات النوى لتوليد الطاقة. دعونا نكتشف كيف يحدث في الميتوكوندريا.

لا يمكن أن يدخل البيروفات من تحلل السكر مباشرة دورة كريبس في الميتوكوندريا. المدرجة أدناه هي الخطوات التي تساعدنا على فهم كيفية حدوث دورة كريبس في الميتوكوندريا.

  • يتم أولاً تحويل البيروفات من تحلل السكر إلى أسيتيل CoA.
  • يدخل الأخير دورة كريبس لمزيد من التدهور.
  • Oxaloacetate هو أول جزيء متقبل يتحد مع acetyl CoA لتشكيل أول منتج يسمى حمض الكربوكسيل.
  • تنقسم الجزيئات العضوية إلى بيروفات أثناء تحلل السكر في السيتوبلازم.
  • بعد ذلك ، يحدث نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات لتكوين أسيتيل CoA.
  • بمساعدة مركب نازعة هيدروجين البيروفات ، يخضع البيروفات للأكسدة ونزع الكربوكسيل ، وينتج مجموعتين من أسيتات الكربون أو أسيتيل CoA جنبًا إلى جنب مع NADH و CO2.

أين تحدث دورة كريبس في الميتوكوندريا؟

لا تحدث دورة كريبس في سيتوبلازم الخلية ، على عكس تحلل السكر. دعونا نحدد الموقع الدقيق الذي يحدث فيه.

تحدث دورة كريبس بشكل رئيسي في مصفوفة الميتوكوندريا. على عكس تحلل السكر ، فإن دورة كريبس عبارة عن مسار مغلق من ثماني خطوات. يتم إنشاء Oxaloacetate في المرحلة النهائية من دورة حامض الستريك ثم يصبح جاهزًا للدمج مع acetyl CoA لبدء دورة جديدة.

دورة كريبس في مخطط الميتوكوندريا

يبدأ جزيء الجلوكوز في بدء التنفس الخلوي. يتيح لنا استكشاف الخطوات المختلفة لدورة كريبس بمساعدة الرسم التخطيطي.

في مصفوفة الميتوكوندريا ، يدخل جزيئين من البيروفات يتم إنتاجهما أثناء تحلل السكر في دورة كريبس. في الخطوة التحضيرية ، تم تحويل جزيئين من البيروفات إلى 2 أسيتيل CoA بمساعدة إنزيم البيروفات ديهيدروجينيز المركب.

دورة كريبس في الميتوكوندريا
دورة كريبس في الميتوكوندريا

تحدث دورة كريبس في ثماني خطوات في مسار دوري ، وتنتج طاقة على شكل ATP. جميع الإنزيمات المطلوبة لدورة حامض الستريك موجودة داخل المصفوفة باستثناء نازعة هيدروجين السكسينات الموجود في غشاء الميتوكوندريا الداخلي. يمكن رؤية المسار الدوري الكامل في الرسم البياني أعلاه.

وظائف دورة كريبس في الميتوكوندريا

الميتوكوندريا هي بيت القوة للخلية. يوفر الطاقة للخلية بأكملها في شكل ATP. دعونا نتعرف على وظائف دورة كريبس في إنتاج الطاقة.

قائمة وظائف دورة كريبس في الميتوكوندريا هي كما يلي:

  • تتمثل الوظيفة الأساسية لدورة كريبس في توليد الطاقة ، والتي يتم نقلها وتخزينها بعد ذلك على شكل ATP أو GTP.
  • تعمل دورة كريبس كدورة برمائية ، مما يعني أن لها أدوارًا ابتنائية وتقويضية.
  • المسار المشترك لأكسدة الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والدهون هو دورة كريبس.
  • يتم إنشاء أكبر عدد من جزيئات الطاقة ATP من دورة كريبس.
  • يتم دعم تخليق وتدهور الأحماض الدهنية والستيرويدات والكاروتينات والتربينات والمواد الكيميائية العطرية بواسطة acetyl CoA. 
  • دورة كريبس عبارة عن مسار دوري يتكون من ثمانية إنزيمات يوجد واحد منها في غشاء الميتوكوندريا الداخلي ، أي إنزيم نازعة هيدروجين السكسينات.
  • لا تتطلب دورة كريبس أي جزيئات أكسجين. ومع ذلك ، فإن الأكسجين مطلوب خلال الخطوة الأخيرة من التنفس الهوائي.
  • يتم إنتاج غالبية الطاقة التي تستخدمها الخلايا الهوائية بواسطة دورة كريبس عندما تدخل الأكسدة النهائية.
  • تلعب دورة كريبس دورًا مهمًا في نمو الخلايا ونموها.
  • تساعد الطاقة المنتجة من دورة كريبس في نمو الخلايا البطانية.

كم عدد ATP التي يتم إنتاجها في دورة كريبس؟

سينتج جزيء NADH 3 ATP بينما ينتج جزيء واحد من FADH 2 ATP في المسار الأيضي. دعونا نستكشف عدد جزيئات ATP التي يتم إنتاجها في دورة كريبس.

يتم إنتاج اثنين فقط من ATP خلال دورة كريبس من جزيئي بيروفات عند الفسفرة على مستوى الركيزة. هناك أيضا إنتاج ستة NADH واثنين من FADH2 الجزيء ، لكنهم سيولدون ATP في نظام نقل الإلكترون.

في تحلل السكر ، هناك إنتاج 8 ATP (2ATP مباشر و 6 ATP يتكون من 2 NADH). أثناء أكسدة البيروفات أو خطوة البوابة ، فإنها تشكل 6 ATP من 2 NADH. في دورة كريبس ، يتم إنتاج أقصى عدد من ATP ، ينتج عنه 24 جزيء ATP. لذلك ، ينتج جزيء واحد من الجلوكوز حوالي 36 جزيء ATP في العديد من حقيقيات النوى.

ما هي سلسلة نقل الإلكترون؟

ستدخل الإنزيمات المساعدة المخففة المتكونة في دورة كريبس في سلسلة نقل الإلكترون. دعونا نناقش حول سلسلة نقل الإلكترون وكيف تعمل.

سلسلة نقل الإلكترون عبارة عن مجموعة من الإنزيمات المساعدة والسيتوكرومات التي تساعد في نقل الإلكترونات إلى أسفل على طول جهد الأكسدة المتناقص مع فقد الطاقة في كل خطوة ، وهناك خمسة معقدات موجودة في سلسلة نقل الإلكترون وحاملات إلكترون مختلفة.

حاملات الإلكترون هذه هي مركبات الفلافين ، ومركب FeS ، والكينونات ، والسيتوكرومات. تحمل هذه الحاملات الإلكترونات وتدفع البروتونات إلى غرفة الميتوكوندريا الخارجية. تخلق هذه البروتونات تدرجًا عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي ، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى ATP بمساعدة F0-F1 مركب.

أين تحدث سلسلة نقل الإلكترون؟

ترتبط دورة كريبس بسلسلة نقل الإلكترون. دعونا نكتشف الموقع الذي يحدث فيه.

تحدث سلسلة نقل الإلكترون أو ETC في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يحتوي على ناقلات إلكترون ومجمعات مختلفة فيه. كل NADH المنتج في مصفوفة الميتوكوندريا سيعطي الإلكترونات إلى ناقلات الإلكترون وتتأكسد من NADH إلى NAD+.

عندما تتحرك الإلكترونات مع نظام حامل الإلكترون ، فإنها تنتقل من حالة طاقة أعلى إلى حالة طاقة أقل. لذلك ، فإن هذا يجعل تجميع الإلكترونات في مساحة الغشاء الداخلي. ثم تتحرك هذه الإلكترونات نحو F.0-F1 معقدة وسوف تولد ATP.

في الختام

لاختتام هذا المنشور ، نستنتج أن دورة كريبس تحدث في الميتوكوندريا. يحدث فقط في الميتوكوندريا لأن إنزيمات تنفسية خاصة موجودة فقط في مصفوفة الميتوكوندريا اللازمة لأكسدة البيروفات. ترتبط دورة كريبس بسلسلة نقل الإلكترون التي تأخذ الغشاء الداخلي للميتوكوندريا.

سيف علي

مرحبا انا سيف علي. حصلت على درجة الماجستير في علم الأحياء الدقيقة ولديّ خبرة بحثية لمدة عام في علم الأحياء الدقيقة للمياه من المعهد الوطني للهيدرولوجيا في روركي. الكائنات الدقيقة المقاومة للمضادات الحيوية وبكتيريا التربة ، خاصة PGPR ، هي مجالات اهتمامي وخبرتي. حاليًا ، أركز على تطوير بدائل للمضادات الحيوية. أحاول دائمًا اكتشاف أشياء جديدة من محيطي. هدفي هو تزويد القراء بمقالات علم الأحياء الدقيقة سهلة الفهم. إذا كان لديك خلل ، تعامل معه بحذر وتجنب استخدام المضادات الحيوية لمكافحة SUPERBUGS. دعنا نتواصل عبر LinkedIn: http: //linkedin.com/in/saif-ali-80b5098b

آخر المقالات

رابط إلى الجسيمات الحالة في السيتوبلازم: 5 حقائق يجب أن تعرفها

الجسيمات الحالة في السيتوبلازم: 5 حقائق يجب أن تعرفها

الليزوزومات هي عضيات خلوية موجودة في السيتوبلازم تحتوي على إنزيمات هضمية (الليزوزيم) تساعد في هضم الجزيئات الحيوية المختلفة. دعونا نرى هذا باختصار. تم العثور على الجسيمات الحالة ...

رابط لهيكل الكروموسومات النباتية: 7 حقائق يجب أن تعرفها

هيكل الكروموسومات النباتية: 7 حقائق يجب أن تعرفها

يحتوي هيكل كروموسوم النبات على جميع المعلومات الجينية الموجودة في أزواج. في هذا المقال نتحدث عن بعض الحقائق المثيرة للاهتمام. هيكل كروموسوم النبات يشبه الخيط ، ويوجد في ...