Takmičenje na portalu www.nasaskola.net "biramo najbolju lekciju" februar 2012. godine, Disanje, Biologija, Dušan Kostić, III-4, Jasmina Miljković, Prva niška gimnazija "Stevan Sremac"

1. UVOD
Predmet: Biologija
Profesor: Jasmina Miljković
GLIKOLIZA Učenik: Dušan Kostić
III-4
KREBSOV CIKLUS
Literatura

2. Deo organskih materija stvorenih u fotosintezi oksiduje se u
disanju i koristi kao izvor energije.Različite organske materije
(skrob,saharoza,masti) mogu biti iskorištene kao izvor
energije koja se u njima sadrži u različitoj količini.Prvobitno
se izvrši njihovo enzimatsko razlaganje do prostijih jedinjenja
koja dalje mogu biti razgrađena u procesu disanja na različitim
etapama procesa.
Disanje je oksidacija organskih materija u prisustvu
kiseonika pri kojoj se oslobađa energija,a ugljenikovi
atomi se oksiduju do ugljen-dioksida,pri čemu se
stvara voda.

3.  Ako se u disanju oksidišu ugljeni
hidrati,proces teče kroz reakcije glikolize
i Krebsovog ciklusa. Kada se pri disanju
oksidišu masti,one se razgrađuju na
glicerin i masne kiseline koje se dalje
razgrađuju u β-oksidaciji masnih kiselina,
a zatim se prostija jedinjenja,dobijena iz
ovih procesa,dalje razgrađuju i Krebsovom
ciklusu do ugljen-dioksida. Pri
oksidacijama u kojima učestvuju enzimi
dehidrogenaze različitih supstrata,
elektroni se prenose na koenzime tih
enzima NAD ili FAD. Oslobođena energija
oksidacije vezana u obliku redukovanih
koenzima NADH + H+ i FADH2 može se
pretvoriti u ATP u reakcijama prenosa
elektrona kroz elektron-transportni lanac
do kiseonika,koji je krajnji primalac
elektrona oksidacije,pri čemu se stvara
voda. Tako se u disanju organske materije
postupno razgrađuju i energija oslobađa
postepeno na različitim stupnjevima tako
da može biti iskorištena za sintezu ATP,
glavnog produkta disanja.

4. Glikoliza je prva faza razlaganja šećera koja se dešava u citoplazmi. Za ovu
fazu disanja nije neophodno prisustvo kiseonika. Ona se dešava i kod
aerobnih i kod anaerobnih organizama,a zatim produkti razgradnje
glukoze,kod aerobnih organizama ulaze u Krebsov ciklus,a kod anaerobnih
dolazi do alkoholnog ili mlečnokiselinskog vrenja. Da bi ušli u glikozu, šećeri
prvobitno moraju da budu fosforilovani,čime se podižu na veći energetski
nivo,sa koga može početi razgradnja (animacija 1).Kao što se vidi iz
animacije u fazi pripreme šećera za disanje, glukoza se fosforizuje,
pretvara u fruktozu i vrši se ponovo fosforilacija fruktoze. Nastala
fruktoza 1,6-bifosfat se razlaže na dve trioze,gliceraldehid 3-fosfat i
dihidroksiaceton-fosfat koje prelaze jedna u drugu.Sada se dešava
najvažnija reakcija glikolize; gliceraldehid 3-fosfat se oksiduje u trifosfo-
glicerinsku kiselinu,a koenzim enzima trifosfoaldehidne
dehidrogenaze,NAD se redukuje u NADH + H+

5.  Deo energije oksidacije koristi se za stvaranje
jednog ATP, iz ADP i neorganskog fosfata.Zatim se
iz trifosfo-glicerinske kiseline oslobađa jedna
fosfatna grupa i prenosi na ADP,pri čemu se stvara
ATP.Od fosfo-glicerinske kiseline se daljim
reakcijama dobija fosfoenolpirogrožđana
kiselina.Odvajanjem još jedne fosfatne grupe i
prenošenjem na ADP stvara se drugi molekul ATP,a
ostaje, pirogrožđana kiselina kao krajnji produkt
glikolize.Po istom putu se oksiduje i druga
trioza,dihidroksiaceton-fosfat koji se pretvara u
gliceraldehid 3-fosfat u onoj mjeri u kojoj se ovaj
oksiduje i održava njegovu koncentraciju.

6. Animacija kako glikoliza radi
=>>>>
http://highered.mcgraw-
hill.com/sites/0072507470/student
_view0/chapter25/animation__ho
w_glycolysis_works.html

7.  Tako se u toku pripreme šećera za glikolizu troše dva ATP za svaki
molekul glukoze. Oksidacijom svake od dobijenih trioza stvori se po
2ATP,ukupno 4 ATP.Pošto su dva ATP prethodno utrošena za
fosforilaciju glukoze,to je čist prinos glikolize 2 ATP.
 Pri oksidaciji fosfoglicer-aldehida u trifosfo-glicerinsku kiselinu
redukuje se po jedan NAD u N ADH + H+ za svaku triozu.Tako se u
glikolizi od jedne glukoze sa 6 ugljenikovih atoma dobiju 2 molekula
pirogrožđane kiseline sa po 3 C atoma,2 ATP i 2 NADH + H+ .
 Kod anaerobnih organizama pirogrožđana kiselina se dajle
razgrađuje putem vrenja (fermentacija).To moze biti alkoholno ili
mlečno-kiselinsko vrenje.Pirogrožđana kiselina se u procesu alkoholnog v
renja dekarboksiluje,pri čemu se oslobađa CO2 ,a nastaje acet-
aldehid,koji se zatim redukuje u etil-alkohol (animacija 2).Redukcija se
vrši pomoću enzima alkoholne dehidrogenaze koja troši NADSH + H+ .
 Pri mliječno-kiselinskom vrenju pirogrožđana kiselina se redukuje
u mlečnu,bez prethodne dekarboksilacije.
 U procesu vrenja stvara se manje energije nego u aerobnom
disanju,svega dva molekula ATP za svaki molekul glukoze,jer se
redukovani NADH + H+ troše za redukciju acet-aldehida u etil-alkohol i
pirogrožđane kiseline u mliječnu.
 Mikroorganizmi koji vrše alkoholno vrenje,na primjer kvasci
(Saccharomyces sp.),koriste se za industrijsku proizvodnju
piva,alkoholnih pića i hljeba.
 Bakterije iz roda Lactobacillus vrše mliječnokiselinsko vrenje i
koriste se za proizvodnju kiselog mlijeka,jogurta,kefira.


8. Ovaj metabolički put se naziva Krebsov ciklus po imeni
naučnika koji ga je prvi otkrio 1937. godine.Krebsov
ciklus dalje razgrađuje pirogrožđanna kiselina,dobijena
u procesu glikolize.Proces teče u dva stupnja.Prvi
stupanj je priprema pirogrožđane kiseline za ulazak u
Krebsov ciklus,dok je stupanj razgradnja
dvokarbonskog ostatka.Najprije se pirogrožđana
kiselina dekarboksiluje,pri čemu se oslobađa CO2 ,a
preostali dvokarbonski fragment-acetat se vezuje za
koenzim A(C0A), u složenom nizu reakcija.Koenzim A je
nosilac acetil-grupe,isto kao što je ATP nosilac
fosfatnih grupa i NAD nosilac elektrona.(To je složeno
jedinjenje koje sadrži adenin,ribozu i fosfat,vatamin B-
kompleksa i preko -SH grupe vezuje acetil-grupu).

10.  Acetil-C0A se vezuje sa oksalosirćetnom kiselinom (C-4) i daje
limunsku kiselinu (C-6).
 Dalje reakcije u ciklusu su transformacije limunske kiseline,pa
se on naziva i ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilne
kiseline, poštoona sadrži tri COOH grupe.U ciklusu se acetilni
dvokarbonski ostatak potpuno razgrađuje od CO2 u dva stupnja,a
energija,oslobođena pri oksidacijama u četiri stupnja,vezuje se u
obliku redukovanih koenzima NADH+ + H i FADH + H+ .
 U ciklusu se stvaraju α-ketoglutarna,ćilibarna, i druge
organske kiseline i ponovo se regeneriše oksalo-sirćetna kisečina,od
koje ponovo započinje ciklus.
 Krebsov ciklus je glavni metabolički put za razgradnju
organskih materija i dobijanje energije u obliku redukovanih
koenzima,koja će se potom ugraditi u ATP.
 Osim toga,organske kiseline nastale u Krebsovom ciklusu su
početna jedinjenja za mnoge sinteze u ćeliji,prije svega za sinteze
aminokiselina.