La principale differenza tra condizioni anaerobiche e aerobiche è il fabbisogno di ossigeno. I processi anaerobici non richiedono ossigeno mentre i processi aerobici richiedono ossigeno. Il ciclo di Krebs, tuttavia, non è così semplice. Fa parte di un complesso processo a più fasi chiamato respirazione cellulare. Sebbene l'uso dell'ossigeno non sia direttamente coinvolto nel ciclo di Krebs, è considerato un processo aerobico.
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Panoramica sulla respirazione cellulare aerobica
La respirazione cellulare aerobica si verifica quando le cellule consumano cibo per produrre energia sotto forma di adenina trifosfato o ATP. Il catabolismo della glicemia segna l'inizio della respirazione cellulare mentre l'energia viene liberata dai suoi legami chimici. Il complesso processo è costituito da diversi componenti interdipendenti come la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni. Nel complesso, il processo richiede 6 molecole di ossigeno per ogni molecola di glucosio. La formula chimica è 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + energia ATP.
Il ciclo di Krebs Predecessore: glicolisi
La glicolisi si verifica nel citoplasma della cellula e deve precedere il ciclo di Krebs. Il processo richiede l'uso di due molecole di ATP, ma poiché il glucosio viene scisso da una molecola di zucchero a sei atomi di carbonio in due molecole di zucchero a tre atomi di carbonio, vengono create quattro molecole di ATP e due di NADH. Lo zucchero a tre atomi di carbonio, noto come piruvato, e NADH sono trasportati al ciclo di Krebs per creare più ATP in condizioni aerobiche. Se non è presente ossigeno, il piruvato non può entrare nel ciclo di Krebs e viene ulteriormente ossidato per produrre acido lattico.
Ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs si verifica nei mitocondri, che è anche conosciuto come la centrale elettrica della cella. Dopo che il piruvato arriva dal citoplasma, ogni molecola viene completamente decomposta da uno zucchero a tre-carbonio in un frammento di due-carbonio. La molecola risultante è collegata a un coenzima, che avvia il ciclo di Krebs. Mentre il frammento di due carboni attraversa il ciclo, ha una produzione netta di quattro molecole di anidride carbonica, sei molecole di NADH e due molecole di ATP e FADH2.
L'importanza della catena di trasporto degli elettroni
Quando NADH è ridotto a NAD, la catena di trasporto degli elettroni accetta gli elettroni dalle molecole. Quando gli elettroni vengono trasferiti a ciascun vettore all'interno della catena di trasporto degli elettroni, l'energia libera viene rilasciata e viene utilizzata per formare l'ATP. L'ossigeno è l'accettatore finale degli elettroni nella catena di trasporto degli elettroni. Senza ossigeno, la catena di trasporto degli elettroni si inceppa di elettroni. Di conseguenza, il NAD non può essere prodotto, causando così la glicolisi a produrre acido lattico invece del piruvato, che è una componente necessaria del ciclo di Krebs.Quindi, il ciclo di Krebs è fortemente dipendente dall'ossigeno, ritenendolo un processo aerobico.
