سواء كنت قد درست علم الأحياء في المدرسة الثانوية ، أو كنت تقرأ عن مكاسب كتلة العضلات ، فقد سمعت بالتأكيد دورة كريبس. إنها إحدى مراحل التمثيل الغذائي للتنفس الخلوي الهوائي الذي يحدث في أجسامنا. يُعرف أيضًا باسم دورة حمض الستريك وهي مرحلة استقلابية تحدث في مصفوفة الميتوكوندريا لجميع الخلايا الحيوانية.
في هذه المقالة سوف نشرح خصائص دورة كريبس خطوة بخطوة وأهميتها العامة.
مراحل التنفس الخلوي
قبل أن نتمكن من شرح ماهية دورة كريبس ، يجب أن نتذكر كيف يعمل التنفس الخلوي ، لأنه ذو أهمية حيوية. دعونا نرى ما هي مراحل التنفس الخلوي. يحدث في 3 مراحل رئيسية:
- تحلل السكر: هذه هي العملية التي يتم من خلالها تقسيم الجلوكوز إلى أجزاء أصغر. خلال هذه العملية يتم تكوين حمض البيروفات أو حمض البيروفيك الذي سيؤدي إلى Acetyl-CoA.
- دورة كريبس: في دورة كريبس ، يتأكسد Acetyl-CoA إلى CO2.
- السلسلة التنفسية:هنا يتم إنتاج معظم الطاقة عن طريق نقل الإلكترونات من الهيدروجين. تنشأ هذه الطاقة من إزالة المواد المشاركة في جميع الخطوات السابقة.
ما هي دورة كريبس
كيف يعمل التنفس الخلوي ، والذي تم تضمينه في إحدى خطوات هذه الدورة ، دعنا نرى ما يدور حوله. نحن نعلم أنها دورة معقدة ولها وظائف عديدة تساعد في التمثيل الغذائي الخلوي. بدون هذه الدورة ، لا تستطيع جميع الخلايا أداء الوظائف الحيوية لجسمنا. الهدف النهائي لدورة كريبس هو تعزيز تفكك المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون وبعض الأحماض الأمينية.
عندما نأكل الطعام ، يجب أن نعرف أن المغذيات الرئيسية هي الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. تتكون البروتينات بدورها من أحماض أمينية. لهذا السبب ، تعتبر دورة كريبس ذات أهمية كبيرة في عملية التغذية. تصبح جميع المواد التي يتم تناولها في الجسم عن طريق الطعام في Acetyl-CoA مع تحرير ثاني أكسيد الكربون و H2O وتوليف ATP.
بفضل هذا التوليف ، يتم إنشاء الطاقة التي يجب أن تستخدمها الخلايا لأداء وظائفها. لدينا العديد من الوسائط في جميع مراحل الدورة التي يستخدمونها كسلائف في تخليق الأحماض الأمينية والجزيئات الحيوية الأخرى. بفضل هذه الدورة يمكننا الحصول على الطاقة من جزيئات الطعام العضوي. هذه الطاقة التي نحصل عليها يمكننا نقلها إلى الجزيئات لاستخدامها في الأنشطة الخلوية ويمكننا القيام بوظائفنا الحيوية وجميع الأنشطة البدنية في يومنا هذا.
في دورة كريبس نجد بعض التفاعلات الكيميائية هم أساسا مؤكسد في الطبيعة. تحتاج جميع التفاعلات إلى الأكسجين لكي تحدث. كل تفاعل كيميائي له مشاركة بعض الإنزيمات الموجودة في الميتوكوندريا للخلايا. تتميز جميع الإنزيمات بقدرتها على تحفيز التفاعلات الكيميائية. عندما نتحدث عن تحفيز تفاعل ما ، فإننا نشير إلى القدرة على زيادة معدل تحويل المواد المتفاعلة إلى منتجات.
خطوات دورة كريبس
هناك العديد من التفاعلات الكيميائية خلال هذه الدورة التي تتطلب إجراء الأكسجين. أول تفاعل كيميائي هو نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات. في هذا التفاعل ، يتم تحويل الجلوكوز الناتج عن تحلل هيدرات الصلع إلى جزيئين من حمض البيروفيك أو البيروفات. يتحلل الجلوكوز من خلال تحلل الجلوكوز ويصبح مصدرًا مهمًا لـ Acetyl-CoA. يبدأ نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات بدورة حمض الستريك. يتوافق هذا التفاعل الكيميائي مع التخلص من ثاني أكسيد الكربون والبيروفات المتولدة في مجموعة الأسيتيل التي ترتبط بالإنزيم المساعد أ. في هذا التفاعل الكيميائي ، يتم إنتاج NADH كجزيء يحمل الطاقة.
بمجرد تشكيل جزيء Acetyl-CoA ، أي عندما تحدث دورة kreb في مصفوفة الميتوكوندريا. الهدف من هذا الجزء هو أن تكون قادرًا على دمج سلسلة من الأكسدة الخلوية لأكسدة كل الكربون وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون. من أجل حدوث كل هذه التفاعلات الكيميائية ، فإن وجود الأكسجين ضروري في جميع الأوقات. وهكذا ، ذكرنا قبل البدء في وصف دورة كريبس أهمية التنفس الخلوي.
يبدأ كل شيء مع إنزيم سيترات سينثيتيز الذي يعمل على تحفيز التفاعل الكيميائي الذي يتم فيه نقل مجموعة الأسيتيل إلى حمض أوكسالو أسيتيك الذي يشكل أعمال حمض الستريك وإطلاق الإنزيم المساعد أ. يرتبط اسم هذه الدورة بـ تشكيل حامض الستريك وجميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث هنا.
وفي الخطوات التالية، تحدث تفاعلات أكسدة وإزالة الكربوكسيل الأخرى. تؤدي هذه التفاعلات إلى تكوين حمض الكيتوجلوتاريك. أثناء هذه العملية، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون وتكوين NADH وH. يخضع حمض الكيتوجلوتاريك هذا لتفاعل إزالة الكربوكسيل المؤكسد الذي يتم تحفيزه بواسطة مجمع إنزيمي يتضمن أسيتيل CoA وNAD. كل هذه التفاعلات ستؤدي إلى إنتاج حمض السكسينيك وNADH وجزيء GTP الذي سينقل طاقته بعد ذلك إلى جزيء ADP الذي ينتج ATP.
الخطوات الأخيرة من هذه الدورة هكذا يركزون فقط على حقيقة أن حمض السكسينيك يمكن أن يتأكسد لتكوين حمض الفوماريك. يُعرف هذا النوع من الأحماض باسم فومارات. أنزيمه هو ADF. هنا سيتم تكوين FADH2 ، وهو جزيء آخر حامل للطاقة. أخيرًا ، حمض الفوماريك غير سارٍ لأن يكون قادرًا على تكوين حمض الماليك المعروف أيضًا باسم مالات. لإنهاء دورة الكريبس ، يبدأ حمض الماليك في التأكسد ليشكل تدريجياً حمض الأكسالاسيتيك. بهذه الطريقة ، يتم إعادة تشغيل الدورة ومرة أخرى تحدث جميع ردود الفعل التي ذكرناها مرة أخرى من البداية.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن دورة كريبس وخصائصها.