Cicle de Krebs i Síntesi de Proteïnes: Metabolisme Cel·lular
El Cicle de Krebs: Una Ruta Metabòlica Clau
El cicle de Krebs (també anomenat cicle de l'àcid cítric o cicle dels àcids tricarboxílics) és una ruta metabòlica essencial, una successió de reaccions químiques que formen part de la respiració cel·lular en totes les cèl·lules aeròbiques, és a dir, les que utilitzen oxigen. En els organismes aeròbics, el cicle de Krebs és part de la via catabòlica que realitza l'oxidació dels hidrats de carboni, àcids grassos i aminoàcids fins a produir CO2, alliberant energia en forma utilitzable (poder reductor i GTP). Algunes cèl·lules obtenen energia (ATP) a partir de la fermentació, degradant glucosa en absència d'oxigen. Per a la majoria de cèl·lules eucariotes i un gran nombre de bacteris que viuen en condicions aeròbiques i oxiden els seus combustibles orgànics a diòxid de carboni i aigua, la glicòlisi no és sinó la primera etapa de l'oxidació completa de la glucosa. El piruvat format en la glicòlisi, en lloc de ser reduït a lactat, etanol o algun altre tipus de producte de fermentació, sofreix una oxidació major fins arribar a CO2 i H2O.
El Pont entre la Glicòlisi i el Cicle de Krebs
A continuació, tractarem primer el “pont” entre la glicòlisi i el cicle de Krebs: el piruvat produït citosòlicament és transportat a la matriu per simport amb H+ a través de la membrana interna dels mitocondris. Allà, amb un complex enzimàtic multifuncional, el complex del piruvat deshidrogenasa (PDH), es catalitza la descarboxilació oxidativa del piruvat a acetil-CoA, on es forma CO2 i NADH. Aquest complex enzimàtic és un dels més grans coneguts (7800 kd) i consta de 22 molècules de piruvat deshidrogenasa (E1), 60 unitats de dihidrolipoil transacetilasa (E2) i 6 molècules de dihidrolipoil deshidrogenasa (E3). També hi participen cinc coenzims diferents: pirofosfat de tiamina (TPP), coenzim A, lipoamida, FAD i NAD+.
Reaccions Clau del Complex Piruvat Deshidrogenasa
Al principi de la complexa seqüència de reaccions, el piruvat s’uneix al carbanió reactiu del grup prostètic del piruvat deshidrogenasa, el pirofosfat de tiamina; que produeix l’alliberació del CO2 i s’origina un derivat hidroxietil. El grup hidroxiacetil s’oxida a grup acetil i es transfereix llavors formant un grup tioèster a un primer resta de lipoamida. Aquest grup prostètic de la transacetilasa és un enllaç disulfur cíclic que al llarg de la reacció es redueix a dihidropoamida. La transacetilasa transfereix, en primer lloc, el grup acetil a un segon resta de lipoamida i després al coenzim A i s’allibera acetil-CoA. La dihidrolipoil deshidrogenasa regenera el grup lipoamida amb el seu grup prostètic FAD. El FADH2 així format redueix el cosubstrat NAD+ a NADH. Finalment, el complex multienzimàtic ja ha arribat al seu estat inicial.
La Síntesi de Proteïnes: Formació de Proteïnes a partir d'Aminoàcids
La síntesi de proteïnes és el procés anabòlic mitjançant el qual es formen les proteïnes a partir dels aminoàcids. És el pas següent a la transcripció de l'ADN a ARNm. El terme síntesi proteica de vegades es fa servir per a referir-se únicament a la traducció genètica, però amb més freqüència es refereix a un procés de múltiples etapes que comença amb la síntesi d'aminoàcids i la transcripció genètica de l'ADN nuclear a ARN missatger, el qual es fa servir com un input per a la traducció.
Etapes de la Síntesi Proteica
El procés de la síntesi proteica consta de dues etapes: la traducció genètica de l'ARN missatger, mitjançant la qual els aminoàcids s'ordenen de manera precisa a partir de la informació continguda en la seqüència de nucleòtids de l'ADN, i les modificacions posteriors a la traducció que experimenten els polipèptids formats així fins arribar al seu estadi funcional. Donat que la traducció genètica és la fase més important de la síntesi de proteïnes, sovint es considera sinònim de traducció.[1]