Ciclo de krebs y ciclo de calvin

        Ciclo de krebs y ciclo de calvin 

Ciclo de krebs

                    
El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular. En estos organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos precursores para la producción de algunos aminoácidos, como por ejemplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras moléculas fundamentales para la célula. 
El ciclo toma su nombre en honor del científico anglo-alemán Hans Adolf Krebs, que propuso en 1937 los elementos clave de la ruta metabólica. Por este descubrimiento recibió en 1953 el Premio Nobel de Medicina.

REACCIONES DEL CICLO DE KREBS

El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en eucariota

El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6 carbonos) o citrato se regenera en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2 carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). El citrato produce en cada ciclo una molécula de oxaloacetato y dos CO2.

Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidados a CO2, y la energía que estaba acumulada es liberada en forma de energía química: GTP y poder reductor (electrones de alto potencial): NADH y FADH2. NADH y FADH2 son coenzimas (moléculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energía en forma de poder reductor para su conversión en energía química en la fosforilación oxidativa.

El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrógenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.

Ciclo de calvin

En las plantas, el dióxido de carbono ($\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript) entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar. Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente.

En el ciclo de Calvin, los átomos de carbono del $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript se fijan (se incorporan a moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH que provienen de las reacciones luminosas, y depende de ellos. A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana tilacoidal, las reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).

Reacciones de calvin

Las reacciones del ciclo de Calvin se pueden dividir en tres etapas principales: fijación de carbono, reducción y regeneración de la molécula de partida.

1. Fijación del carbono. Una molécula de $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript se combina con una molécula aceptora de cinco carbonos, ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). Este paso produce un compuesto de seis carbonos que se divide para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la enzima RuBP carboxilasa/oxigenasa o RUBisCO.

   $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript$\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript

   

   Simplified diagram (showing carbon atoms but not full molecular structures) illustrating the reaction catalyzed by rubisco. Rubisco attaches a carbon dioxide molecule to an RuBP molecule, and the six-carbon intermediate thus produced breaks down into two 3-phosphoglycerate (3-PGA) molecules.

   $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript$\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript

   

   Diagram showing the molecular structures of RuBP and carbon dioxide, the unstable six-carbon intermediate formed when they combine, and the two 3-PGA molecules produced by the intermediate's breakdown.
2. Reducción. En la segunda etapa, el ATP y NADPH se utilizan para convertir las moléculas de 3-PGA en moléculas de azúcar de tres carbonos, gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Esta etapa se llama así, porque NADPH debe donar sus electrones o reducir a un intermediario de tres carbonos para formar el G3P. 

   

   Simplified diagram of the reduction stage of the Calvin cycle, showing carbon atoms but not full molecular structures. A molecule of 3-PGA first receives a second phosphate group from ATP (generating ADP). Then, the doubly phosphorylated molecule receives electrons from NADPH and is reduced to form glyceraldehyde-3-phosphate. This reaction generates NADP+ and also releases an inorganic phosphate.

   • $^+$start superscript, plus, end superscript$\text P_i$P, start subscript, i, end subscript

   

   Reactions of the reduction stage of the Calvin cycle, showing the molecular structures of the molecules involved.

   $^+$start superscript, plus, end superscript
3. Regeneración. Algunas moléculas de G3P se van para formar glucosa, mientras que otras deben reciclarse para regenerar el aceptor RuBP. La regeneración necesita ATP e implica una compleja serie de reacciones, que a mi profesor de biología de la preparatoria le gustaba llamar “secuencia desordenada de carbohidratos”.

start superscript, 1, end superscript

 Resumen de los reactivos y productos del ciclo de Calvin

Se necesitan tres vueltas del ciclo de Calvin para crear una molécula de G3P que pueda salir del ciclo para formar glucosa. Resumamos las cantidades de moléculas clave que entran y salen del ciclo de Calvin a medida que se crea una molécula de G3P neta. En tres vueltas del ciclo de Calvin:

• Carbono. $3$3 moléculas de $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript se combinan con $3$3 aceptores RuBP, lo cual forma $6$6 moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (G3P).
  • $1$1 molécula de G3P sale del ciclo para formar glucosa.
  • $5$5 moléculas de G3P se reciclan, lo cual regenera $3$3 moléculas aceptoras de RuBP.
• ATP. $9$9 moléculas de ATP se convierten en $9$9 ADP ($6$6 durante la etapa de fijación y $3$3 durante la etapa de regeneración).
• NADPH. $6$6 moléculas de NADPH se convierten en $6$6 moléculas de NADP$^+$start superscript, plus, end superscript(durante la etapa de fijación).

Una molécula de G3P contiene tres átomos de carbono fijo, por lo que toma dos G3P para formar una molécula de glucosa de seis carbonos. Se necesitarían seis vueltas del ciclo, o $6$6 $\text {CO}_2$C, O, start subscript, 2, end subscript, $18$18 ATP y $12$12 NADPH, para producir una molécula de glucosa.