Vous êtes, en ce moment même, le site d'une biochimie incroyablement compliquée.
Pour que votre corps puisse faire littéralement n'importe quoi – sauter sur un trampoline, aller aux toilettes, bouger vos globes oculaires pendant que vous lisez cet article – vous devez être capable d'accomplir quelque chose appelé respiration cellulaire, dans lequel vos cellules créent de l'énergie à partir de l'oxygène que vous respirez et la nourriture que vous mangez.
Et comme vous pouvez l’imaginer, transformer un sandwich au beurre de cacahuète et à la gelée en pompes est un peu un processus. Voyons comment le cycle de Krebs rend cette magie scientifique possible.
ContenuL’un des principaux objectifs de la respiration cellulaire est de créer un type spécifique d’énergie stockée appelée ATP ou adénosine triphosphate. Considérez-le comme le langage énergétique parlé par vos cellules. La lumière du soleil est de l'énergie, mais nous ne pouvons pas alimenter notre corps avec elle car elle ne parle pas le langage énergétique que notre corps connaît :les corps animaux ne parlent que l'ATP.
Une étape du long chemin allant du sandwich au pushup est le cycle de Krebs (également connu sous le nom de cycle de l'acide citrique (CAC) ou cycle de l'acide tricarboxylique (TAC)), du nom de Hans Krebs. Il fut le premier à mettre au point ce morceau de biochimie en 1937 et, par conséquent, il remporta le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1953.
C'était bien mérité car le cycle de Krebs est extrêmement compliqué, utilisant des modifications dans les liaisons chimiques pour réorganiser l'énergie.
Le cycle de Krebs se déroule dans nos cellules à travers la membrane interne des mitochondries, les organites responsables de la production d'énergie cellulaire.
La respiration cellulaire est un processus en plusieurs étapes, commençant par la glycolyse, qui décompose le composé à six carbones du glucose et sert ces molécules à trois carbones appelées acides pyruviques et deux composés riches en énergie appelés NADH. À partir de là, le cycle de Krebs l'enlève.
Le cycle de Krebs est un processus aérobie, ce qui signifie qu'il nécessite de l'oxygène pour fonctionner. Ainsi, parallèlement au processus de phosphorylation oxydative, le cycle de Krebs se met immédiatement en marche en mélangeant du carbone et de l'oxygène dans la voie respiratoire :
"Tout d'abord, deux carbones entrent dans le cycle, et deux carbones sont oxydés et retirés du cycle", explique Dale Beach, professeur au Département des sciences biologiques et environnementales de l'Université de Longwood à Farmville, en Virginie.
"Nous pouvons considérer cette première étape comme l'achèvement de l'oxydation du sucre glucose, et si nous comptons les sucres, six sont entrés dans la voie respiratoire lors de la glycolyse, et un total de six doivent en sortir. Ce ne sont pas vraiment les mêmes six carbones, mais cela aide à renforcer la conversion du glucose en dioxyde de carbone par cette voie."
L'un des carbones de la molécule à trois carbones se lie à une molécule d'oxygène et quitte la cellule sous forme de CO2 . Cela nous laisse avec une molécule à deux carbones appelée acétyl coenzyme A, ou acétyl coA. D'autres réactions chimiques réorganisent les molécules de manière à oxyder les carbones pour obtenir un autre NADH et FADH.
Après avoir parcouru le chemin de la respiration, le cycle de Krebs subit un deuxième processus d'oxydation qui ressemble beaucoup à un rond-point ; c'est ce qui en fait un cycle. L'acétylcoA entre dans le cycle, se combinant avec l'oxaloacétate pour former la citrate synthase, d'où le nom de « cycle de Krebs ».
Cet acide citrique est oxydé au cours de nombreuses étapes, libérant des carbones tout autour du rond-point jusqu'à ce que l'acide oxaloacétique soit régénéré par oxydation du malate. À mesure que les carbones se détachent de l'acide citrique, ils se transforment en molécules de dioxyde de carbone et sont crachés hors de la cellule et finalement expirés par vous.
"Au cours de la deuxième oxydation, une nouvelle liaison à haute énergie est créée avec le soufre du CoA pour produire du Succinate-CoA", explique Beach. "Il y a suffisamment d'énergie ici pour que nous puissions produire directement un équivalent d'ATP ; le GTP est effectivement produit, mais il a la même quantité d'énergie qu'un ATP — ce n'est qu'une bizarrerie du système.
"L'élimination du CoenzymeA nous laisse avec une molécule Succinate. À partir du point Succinate du cycle, une série d'étapes pour réorganiser la liaison chimique et certains événements d'oxydation pour restaurer l'oxaloacétate d'origine. Dans le processus, la voie produit d'abord un FADH à faible énergie. molécule et une molécule finale de NADH", explique Beach.
Pour chaque glucose entrant dans la respiration, le rond-point peut tourner deux fois, une fois pour chaque pyruvate qui y pénètre. Cependant, cela n'a pas nécessairement avoir faire deux fois le tour puisque la cellule peut siphonner les carbones pour d'autres macromolécules, ou en mettre davantage dans le cycle en sacrifiant les acides aminés ou en capitalisant sur l'énergie stockée dans les graisses.
Voir? Biochimie complexe. Mais selon Beach, une chose à noter à propos du cycle de Krebs est l'apparition fréquente de l'adénosine :elle se trouve dans les molécules NADH, FADH, CoenzymeA et ATP.
"L'adénosine est une 'poignée moléculaire' sur laquelle les protéines peuvent s'accrocher. Nous pouvons imaginer l'évolution des poches de liaison de l'ATP partagées et recyclées afin qu'elles deviennent des sites de liaison pour d'autres molécules utilisant des motifs similaires."
Maintenant, c'est intéressantNos cellules peuvent produire 38 molécules d'ATP par molécule de glucose que nous consommons, plus un peu d'énergie thermique.
Cet article a été mis à jour en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
