A respiração celular consiste na produção de energia, na forma de ATP, para que as células realizem suas funções vitais. Uma das etapas da respiração é o ciclo de Krebs, em que ocorre a oxidação de moléculas de carboidratos e ácidos graxos para a obtenção de energia. Veja, neste texto, os detalhes de como ocorre esse evento bioquímico.
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O que é o ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, é a segunda etapa da respiração celular e ocorre na matriz mitocondrial dos eucariontes. Já em procariontes, ocorre no citoplasma. Ele recebe esse nome porque foi descoberto por Hans Adolf Krebs, no ano de 1938.
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Função e importância
A função do ciclo do ácido cítrico é degradar moléculas provenientes da glicólise para produzir energia. Essa energia produzida fica armazenada nas formas de NADH, FADH2 e ATP e será utilizada na última etapa da respiração celular – a fosforilação oxidativa.
Esse ciclo bioquímico é caracterizado por uma sequência de oito reações oxidativas, em que cada uma das reações necessita de enzimas distintas. Essas enzimas são encontradas facilmente na matriz mitocondrial e são responsáveis por catalisar as reações. Veja, a seguir, como ocorre cada etapa desse ciclo.
Etapas do ciclo de Krebs
Antes de iniciar o ciclo de Krebs, existe uma etapa que necessita oxidar completamente o piruvato proveniente da glicólise. Nela, o piruvato é oxidado ao entrar na mitocôndria, formando o grupo acetil (-CH3CO). Esse grupo liga-se à coenzima A, resultando em acetilcoenzima A (acetilCoA), tornando-se substrato para iniciar o ciclo. Abaixo, acompanhe cada uma das etapas do ciclo de Krebs:
- Etapa 1: o acetilCoA liga-se com o oxaloacetato, uma molécula de quatro carbonos, para formar uma molécula de seis carbonos – o citrato.
- Etapa 2: ocorre a reorganização da conformação do citrato, dando origem ao seu isômero isocitrato.
- Etapa 3: o isocitrato é oxidado e reduz NAD+ a NADH. Durante a reação, ocorre a perda de uma molécula de CO2, resultando na molécula de α-cetoglutarato.
- Etapa 4: nessa etapa, ocorre mais uma redução de NAD+ a NADH e a perda de uma molécula de CO2. Assim, a molécula resultante dessa reação liga-se à coenzima A, formando a succinil-CoA.
- Etapa 5: acontece a substituição da coenzima A por um grupo fosfato. Esse grupo fosfato é transferido ao GDP e forma a molécula de GTP, que rapidamente é convertida em ATP. Nessa etapa, acontece a formação do succinato.
- Etapa 6: o FAD remove dois átomos de hidrogênio do succinato, formando FADH2 e dando origem ao fumarato.
- Etapa 7: o fumarato liga-se a uma molécula de água, formando um grupo hidroxila próximo à carbonila, resultando em malato.
- Etapa 8: por fim, ocorre a oxidação do malato, levando à redução do NAD+ a NADH e a regeneração do oxaloacetato.
O rendimento final desse ciclo é de 8 NADH2, 2 FADH2 e 2 ATP. Vale lembrar que essa rota bioquímica é um circuito fechado, ou seja, a última etapa do ciclo produz a molécula utilizada na primeira etapa. Além disso, as enzimas que catalisam as reações regulam a velocidade da reação de acordo com a demanda energética da célula.
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Mapa mental
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Saiba mais sobre o ciclo de Krebs
Para você aprofundar seu conhecimento, selecionamos alguns vídeos sobre o assunto. Acompanhe:
Aulão do ciclo de krebs
Aqui, você confere uma aula supercompleta sobre o assunto. O professor Samuel explica os detalhes de cada reação que ocorre no ciclo do ácido cítrico. Além disso, no fim do vídeo, você acompanha uma animação desse evento bioquímico para ajudar na sua compreensão.
Respiração celular
A respiração celular envolve 3 etapas fundamentais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa. Pensando nisso, selecionamos esse vídeo para você entender como ocorre todo o processo de produção de ATP. Confira a importância de cada etapa e veja como elas estão interligadas.
Resumo do ciclo de Krebs
Para uma revisão rápida do conteúdo estudado, veja esse vídeo com um resumo do ciclo de Krebs. Saiba quais são as etapas desse processo bioquímico, quais as enzimas utilizadas e o saldo final da reação.
Em conclusão, o ciclo de Krebs é uma sequência de reações que tem a função de produzir energia para o organismo. Aproveite seus estudos sobre biologia e entenda o que é ATP e quais são as suas funções!
Referências
Princípios de Bioquímica de Lehninger-7 (2018) – David L. Nelson e Michael M. Cox
Por Naomi Tanaka
Sou bióloga formada pela Universidade Estadual de Maringá (UEM) com experiência em pesquisas acadêmicas na área da ecologia ambiental. Apaixonada pelas plantas e animais, busco simplificar conceitos científicos por meio da divulgação científica.
Tanaka, Naomi. Ciclo de Krebs. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/biologia/ciclo-de-krebs. Acesso em: 25 de April de 2024.
1. [ENEM – 2016]
As proteínas de uma célula eucariótica possuem peptídeos sinais, que são sequências de aminoácidos responsáveis pelo seu endereçamento para as diferentes organelas, de acordo com suas funções. Um pesquisador desenvolveu uma nanopartícula capaz de carregar proteínas para dentro de tipos celulares específicos. Agora ele quer saber se uma nanopartícula carregada com uma proteína bloqueadora do ciclo de Krebs in vitro é capaz de exercer sua atividade em uma célula cancerosa, podendo cortar o aporte energético e destruir essas células.
Ao escolher essa proteína bloqueadora para carregar as nanopartículas, o pesquisador deve levar em conta um peptídeo sinal de endereçamento para qual organela?
a) Núcleo.
b) Mitocôndria.
c) Peroxissomo.
d) Complexo golgiense.
e) Retículo endoplasmático.
A alternativa correta é b) Mitocôndria.
O experimento utiliza uma proteína que bloqueia o ciclo de Krebs, por isso o endereçamento do peptídeo deve ser para a mitocôndria, já que esse processo bioquímico ocorre na matriz mitocondrial de eucariontes.
2. [UDESC - 2016]
Um importante fenômeno na obtenção de energia é o Ciclo de Krebs, também denominado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos.
Com relação a este ciclo, analise as proposições.
I. O ácido pirúvico no início do ciclo provém da quebra da molécula de glicose (glicólise).
II. Este ciclo ocorre no citoplasma tanto das células de organismos procariontes quanto nas dos eucariontes.
III. O aceptor final dos hidrogênios liberados neste ciclo, quando realizado na respiração aeróbica, é o oxigênio.
IV. Nas células musculares este ciclo pode ocorrer tanto no interior das mitocôndrias como no citoplasma da célula.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as alternativas I e III são verdadeiras.
b) Somente as alternativas I e II são verdadeiras.
c) Somente as alternativas II e III são verdadeiras.
d) Somente as alternativas II e IV são verdadeiras.
e) Somente as alternativas III e IV são verdadeiras.
A alternativa correta é a) Somente as alternativas I e III são verdadeiras.
A alternativa II está incorreta, porque o ciclo de Krebs ocorre no citoplasma de procariontes e na matriz mitocondrial de eucariontes.
A alternativa IV está incorreta, pois, independente do tipo de célula, em eucariontes o ciclo sempre ocorre nas mitocôndrias.