Schema del ciclo di Krebs
Crea schemi del ciclo di Krebs con etichette: l'anello in otto tappe con intermedi ed enzimi, una versione semplice per la scuola, il conteggio dei carboni e la glicolisi collegata. Usati in schede di biologia, slide e articoli.
Esempi di schema del ciclo di Krebs
Ogni scheda è ciò che il suo prompt ha davvero disegnato: il ciclo completo con otto enzimi e il conteggio dei carboni, una versione da liceo con soli intermedi e prodotti, i carboni contati perla per perla, e la glicolisi che alimenta due giri del ciclo. Un clic su una scheda mette quel prompt nella casella, pronto da modificare.
Il ciclo di Krebs spiegato: un giro in otto tappe
Parti dall'alto, dove l'acetil-CoA si unisce all'ossalacetato, e segui le frecce numerate in senso orario nella matrice mitocondriale.
- 1
1–2 Citrato sintasi, aconitasi
L'acetil-CoA (2C) si unisce all'ossalacetato (4C) e forma il citrato (6C), riarrangiato in isocitrato.
- 2
3–4 Due decarbossilazioni ossidative
Esce una CO₂ e si forma α-chetoglutarato (5C), poi un'altra per il succinil-CoA (4C), ognuna con un NADH.
- 3
5–6 GTP, poi FADH₂
La succinil-CoA sintetasi produce l'unico GTP del giro; la succinato deidrogenasi riduce il FAD a FADH₂.
- 4
7–8 Ritorno all'ossalacetato
La fumarasi aggiunge acqua e forma malato; la malato deidrogenasi dà il terzo NADH e riforma l'ossalacetato.
Contare i carboni nel ciclo dell'acido citrico: 2 entrano, 2 escono
Lo stesso anello con ogni intermedio disegnato come una catena di perle di carbonio, così le due decarbossilazioni si vedono come perle che se ne vanno.
- 1
6C: citrato e isocitrato
I 2 carboni dell'acetil-CoA si uniscono ai 4 dell'ossalacetato; il citrato diventa isocitrato con tutti e 6.
- 2
6 → 5 → 4: escono due CO₂
Un carbonio esce come CO₂ e si forma α-chetoglutarato (5C), un secondo e si forma succinil-CoA (4C).
- 3
4C fino alla fine
Succinato, fumarato e malato restano a quattro carboni; le ultime tappe li ossidano fino all'ossalacetato.
Schemi del ciclo di Krebs, dell'acido citrico e TCA, dal semplice al dettagliato
Tre nomi, una sola via metabolica, e una figura che va da cinque etichette su una scheda scolastica alle formule di struttura in un esame di biochimica. Indica quale di queste versioni si aspetta il tuo corso.
Ciclo di Krebs semplificato
L'anello con soli nomi e prodotti: entra l'acetil-CoA, gli otto intermedi in ordine, e CO₂, NADH, FADH₂ e ATP escono come frecce laterali, senza enzimi. Alcune schede scolastiche lo riducono ancora a quattro riquadri, un composto a 6 carboni, uno a 5, uno a 4 e l'ossalacetato, che bastano per mostrare le due tappe con CO₂.
Ciclo di Krebs con gli enzimi
Ogni freccia porta il nome dell'enzima che la catalizza: citrato sintasi, aconitasi, isocitrato deidrogenasi, α-chetoglutarato deidrogenasi, succinil-CoA sintetasi, succinato deidrogenasi, fumarasi, malato deidrogenasi. Evidenzia le tre deidrogenasi che producono NADH e fai notare che la succinato deidrogenasi è l'unica inserita nella membrana interna, dove funziona anche da complesso II.
Ciclo TCA con le formule di struttura
La versione da biochimica: ogni intermedio come formula scheletrica, così si vede che citrato e isocitrato portano tre gruppi carbossilici (l'acido tricarbossilico che dà il nome al ciclo), l'α-chetoglutarato il suo gruppo chetonico e il succinil-CoA il suo tioestere. Chiedi di evidenziare il legame che si rompe a ogni decarbossilazione.
Ciclo dell'acido citrico con il conteggio dei carboni
Il numero di carboni scritto su ogni intermedio, o disegnato come perle: 2 si uniscono a 4 per fare 6, una CO₂ porta a 5, una seconda CO₂ a 4, e quattro carboni proseguono fino all'ossalacetato. Una trappola utile da segnalare: le due CO₂ che escono in un giro non sono i due carboni portati dall'acetil-CoA; quelli escono nei giri successivi.
Glicolisi e ciclo di Krebs
Il percorso della respirazione fino al ciclo: glucosio in due piruvati nel citoplasma, piruvato nel mitocondrio, la piruvato deidrogenasi che forma acetil-CoA con una CO₂ e un NADH ciascuno, poi due giri del ciclo. Totali per un glucosio a questo punto: 4 ATP o GTP, 10 NADH, 2 FADH₂, 6 CO₂.
Regolazione del ciclo di Krebs
L'anello con i punti di controllo disegnati come barre di inibizione e frecce di attivazione: citrato sintasi rallentata da ATP, NADH e succinil-CoA; isocitrato deidrogenasi, il freno principale, rallentata da ATP e NADH e accelerata da ADP e Ca²⁺; α-chetoglutarato deidrogenasi rallentata da NADH e succinil-CoA. Per la biochimica di medicina e le domande sullo stato energetico che la accompagnano.
Catena di trasporto degli elettroni
Non fa parte del ciclo di Krebs ma è la tappa che esso alimenta, ed è una figura a sé: i complessi da I a IV nella membrana mitocondriale interna, ubichinone e citocromo c che trasportano gli elettroni tra loro, protoni pompati nello spazio intermembrana e l'ATP sintasi che li lascia rientrare. Il NADH cede i suoi elettroni al complesso I, il FADH₂ resta sul complesso II e l'ossigeno li accetta al complesso IV. Chiedila per nome.
Le 8 tappe del ciclo di Krebs
Leggi in senso orario a partire dall'alto dell'anello. La terza colonna è ciò che uno schema con etichette mette sulla freccia laterale di ogni tappa.
| Tappa ed enzima | Reazione | Che cosa esce o si forma |
|---|---|---|
| 1 Citrato sintasi | Acetil-CoA (2C) + ossalacetato (4C) → citrato (6C) | Si libera CoA-SH; la tappa è irreversibile |
| 2 Aconitasi | Citrato → isocitrato, passando per il cis-aconitato | Non esce nulla; il gruppo ossidrile viene spostato |
| 3 Isocitrato deidrogenasi | Isocitrato (6C) → α-chetoglutarato (5C) | CO₂ e il primo NADH; il principale punto di controllo |
| 4 α-Chetoglutarato deidrogenasi | α-Chetoglutarato (5C) → succinil-CoA (4C) | La seconda CO₂ e il secondo NADH |
| 5 Succinil-CoA sintetasi | Succinil-CoA → succinato | GTP (o ATP) per fosforilazione a livello del substrato; si libera CoA-SH |
| 6 Succinato deidrogenasi | Succinato → fumarato | FADH₂; l'enzima è il complesso II della catena di trasporto degli elettroni |
| 7 Fumarasi | Fumarato + H₂O → malato | Non esce nulla; viene aggiunta acqua |
| 8 Malato deidrogenasi | Malato → ossalacetato | Il terzo NADH; l'ossalacetato è pronto per il prossimo acetil-CoA |
Alcuni libri contano nove o dieci tappe. Disegnano il cis-aconitato come intermedio a sé, oppure partono dalla tappa della piruvato deidrogenasi che forma l'acetil-CoA, che non fa parte del ciclo vero e proprio. I testi meno recenti chiamano l'enzima della tappa 5 succinico tiochinasi, e cuore e muscolo producono ATP in quella tappa mentre il fegato produce GTP. Indica quali nomi e quante tappe usa il tuo corso.
Che cos'è il ciclo di Krebs?
Il ciclo di Krebs, detto anche ciclo dell'acido citrico o ciclo degli acidi tricarbossilici (TCA), è l'anello di otto tappe nella matrice mitocondriale che ossida il gruppo acetile a due carboni dell'acetil-CoA a due CO₂, conserva l'energia come 3 NADH, 1 FADH₂ e 1 GTP o ATP per giro, e termina rigenerando l'ossalacetato da cui era partito. Uno schema del ciclo di Krebs disegna quell'anello con gli intermedi in ordine e i prodotti in uscita nelle tappe che li formano.
Dati chiave
- Avviene nella matrice mitocondriale. Tutti i suoi enzimi sono disciolti nella matrice tranne la succinato deidrogenasi, che si trova nella membrana interna; nei batteri il ciclo avviene nel citoplasma.
- Ogni giro assume 2 carboni e libera 2 CO₂. L'acetil-CoA (2C) si unisce all'ossalacetato (4C) per formare il citrato (6C); due decarbossilazioni lo riportano a quattro carboni e il resto dell'anello ricostruisce l'ossalacetato.
- La maggior parte dell'energia esce come NADH e FADH₂, non come ATP. Un giro produce 3 NADH, 1 FADH₂ e un solo GTP o ATP diretto; i trasportatori di elettroni valgono circa 9 ATP in più quando la catena di trasporto degli elettroni li utilizza.
- Il ciclo gira due volte per ogni glucosio. La glicolisi scinde il glucosio in due piruvati, ognuno diventa un acetil-CoA, quindi per glucosio il ciclo dà 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂ e 2 GTP o ATP.
- Fu chiarito da Hans Krebs negli anni '30 nel muscolo pettorale di piccione. Il nome ciclo dell'acido citrico viene dal suo primo prodotto, e ciclo TCA dal fatto che citrato e isocitrato sono acidi tricarbossilici.
Ciclo di Krebs e ciclo di Calvin a confronto
Il ciclo di Krebs smonta il carbonio e il ciclo di Calvin lo assembla: il ciclo di Krebs ossida i gruppi acetile a CO₂ nei mitocondri e carica di elettroni NAD⁺ e FAD, mentre il ciclo di Calvin fissa la CO₂ in zucchero nel cloroplasto spendendo ATP e NADPH. Entrambi sono anelli chiusi che rigenerano la molecola di partenza, ed è per questo che vengono confrontati.
| Ciclo di Krebs | Ciclo di Calvin | |
|---|---|---|
| Dove | Matrice mitocondriale | Stroma del cloroplasto |
| Fa parte di | Respirazione cellulare (demolisce molecole) | Fotosintesi (costruisce zuccheri) |
| CO₂ | Liberata, 2 per giro | Assunta, 1 per giro, dalla RuBisCO |
| Trasportatori di elettroni | NAD⁺ e FAD ridotti a NADH e FADH₂ | NADPH ossidato a NADP⁺ |
| ATP | 1 GTP o ATP prodotto per giro | 3 ATP consumati per ogni CO₂ fissata |
| Molecola rigenerata | Ossalacetato (4C) | RuBP (5C) |
In uno schema segui le frecce della CO₂: nel ciclo di Krebs escono dall'anello, nel ciclo di Calvin vi entrano. Le piante fanno girare entrambi, il ciclo di Calvin nei cloroplasti di giorno e il ciclo di Krebs nei mitocondri sempre.
Domande sul ciclo di Krebs
Uno schema del ciclo di Krebs è uguale a uno del ciclo dell'acido citrico?
Sì. Ciclo di Krebs, ciclo dell'acido citrico e ciclo TCA (degli acidi tricarbossilici) sono tre nomi della stessa via, quindi i tre schemi mostrano lo stesso anello. I corsi di biologia dicono più spesso ciclo di Krebs, quelli di biochimica ciclo dell'acido citrico o TCA. Usa nel titolo il nome del tuo corso; intermedi e prodotti non cambiano.
Dove avviene il ciclo di Krebs?
Nella matrice mitocondriale, lo spazio racchiuso dalla membrana mitocondriale interna. L'unica eccezione è la succinato deidrogenasi (tappa 6), ancorata nella membrana interna stessa. Nei batteri, che non hanno mitocondri, il ciclo avviene nel citoplasma.
Quali sono le 8 tappe del ciclo di Krebs?
1 l'acetil-CoA si unisce all'ossalacetato e forma il citrato; 2 il citrato diventa isocitrato; 3 l'isocitrato diventa α-chetoglutarato liberando CO₂ e NADH; 4 l'α-chetoglutarato diventa succinil-CoA liberando CO₂ e NADH; 5 il succinil-CoA diventa succinato producendo GTP o ATP; 6 il succinato diventa fumarato producendo FADH₂; 7 il fumarato assume acqua e diventa malato; 8 il malato diventa ossalacetato producendo NADH.
Quali sono i reagenti e i prodotti del ciclo di Krebs?
Per giro assume 1 acetil-CoA, 3 NAD⁺, 1 FAD, 1 GDP (o ADP) con fosfato e 2 H₂O, e libera 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP (o ATP) e CoA. L'ossalacetato è consumato nella tappa 1 e riformato nella tappa 8, quindi nel complesso non è né reagente né prodotto.
Quanti ATP produce il ciclo di Krebs?
Direttamente un GTP o ATP per giro, quindi due per glucosio. Contando i 3 NADH e il FADH₂ a circa 2,5 e 1,5 ATP ciascuno nella catena di trasporto degli elettroni, un giro vale circa 10 ATP, cioè circa 20 per glucosio.
Il ciclo di Krebs ha bisogno di ossigeno?
Non usa ossigeno direttamente, ma senza ossigeno si ferma, quindi è considerato aerobico. Il ciclo richiede un apporto costante di NAD⁺ e FAD, che vengono rigenerati solo quando la catena di trasporto degli elettroni può cedere elettroni all'ossigeno. Senza ossigeno il NADH si accumula e le tappe delle deidrogenasi si bloccano.
Perché il ciclo di Krebs gira due volte per glucosio?
Perché un glucosio dà due piruvati nella glicolisi, e ogni piruvato diventa un acetil-CoA. Ogni acetil-CoA alimenta un giro, quindi per glucosio ogni prodotto raddoppia: 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂ e 2 GTP o ATP.
Che cosa succede al piruvato prima del ciclo di Krebs?
Viene trasportato nella matrice mitocondriale e convertito in acetil-CoA dal complesso della piruvato deidrogenasi, con liberazione di una CO₂ e di un NADH. Questa reazione di collegamento non è una delle otto tappe, ma la maggior parte degli schemi la disegna come la freccia che entra in cima all'anello.
Esiste una frase per ricordare gli intermedi del ciclo di Krebs?
Una possibile è «Cara Isa, Alfredo Sa Sempre Fare Molto Ordine»: citrato, isocitrato, α-chetoglutarato, succinil-CoA, succinato, fumarato, malato, ossalacetato. Le iniziali seguono l'anello in senso orario dall'alto, quindi danno anche l'ordine in cui etichettare uno schema.
Quali enzimi regolano il ciclo di Krebs?
Citrato sintasi, isocitrato deidrogenasi e α-chetoglutarato deidrogenasi, le tre tappe con grandi cali di energia. Livelli alti di ATP e NADH le rallentano; il calcio accelera entrambe le deidrogenasi e l'ADP l'isocitrato deidrogenasi, così il ciclo gira più in fretta quando un muscolo lavora.
In che cosa il ciclo di Krebs differisce dalla catena di trasporto degli elettroni?
Il ciclo di Krebs strappa elettroni ai gruppi acetile e li carica su NAD⁺ e FAD; la catena di trasporto degli elettroni, nella membrana interna, li prende da NADH e FADH₂, li passa all'ossigeno e usa l'energia per produrre la maggior parte dell'ATP della cellula. Si disegnano come figure separate, il ciclo nella matrice e la catena attraverso la membrana.
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