خطوات دورة كربس بالتفصيل

دورة كربس هي سلسلة من التفاعلات الكيميائية المحفزة بالأنزيمات والتي تلعب دورا هاما ورئيسيا في عملية التنفس الخلوي في جميع أنواع الخلايا الحية التي تستخدم الأكسجين، وتعرف هذه الدورة في كافة الأوساط العلمية باسم دورة حمض الستريك أو حلقة حمض الليمون أو دورة الأحماض الثلاثية الكربوكسيل TCA

وتمثل دورة حمض الستريك في الكائنات الحية جزء من المسلك الاستقلابي المكتنف داخل التحول الكيميائي للكربوهيدرات والدهون والبروتين إلى غاز ثاني أكسيد الكربون والماء ليولد الطاقة التي يمكن للجسم استخدامها، وتعد تلك الدورة هي المسلك الثالث من بين أربعة مسالك أخرى مكتنفة في تقويض الكربوهيدرات وتصنيع الأدينوزين ثلاثي الفوسفات، أما المسالك الثلاثة الأخرى هي:

– تحلل السكر

– تأكسد البيروفات

– السلسلة التنفسية.

ماذا يحدث خلال دورة كيربس

دورة كريبس هي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائيّة التي تحدث في جميع الخلايا التي تحتاج إلى الأكسجين من أجل البقاء حية. ويطلق عليها أيضا دورة كريز أو دورة حمض ثلاثي الكربوكسيليك، وتتميز دورة كربس بأن لها أهمية شديدة حتى مع الخلايا التي تقوم بعملية التخمر حيث أنها تعطي طلائع لعدة مركبات مثل الأحماض الأمينية.

في عام 1953م، حصل الكيميائي الحيوي الألماني الجنسية هانز أدولف كريز على جائزة نوبل في الطب أو الفسيولوجيا، وذلك لاكتشافه منهج المعالجة، ودور دورة كريبس الهام في عملية الأيض، حيث تقوم الخلايا بتحويل الغذاء إلى طاقة.

يحدث في الدورة الاستوائية تحويل التفاعلات الكيميائية في أستيل الإنزيم التميمي أ، وهو شكل من أشكال حمض الخليك، إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. يتشكل أستيل الإنزيم التميمي أ في الجسم عن طريق تحلل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات.

حيث تبدأ دورة كريبس باتحاد أستيل الإنزيم التميمي أ مع حمض الأوكسالوأستيك، وهو منتج نهائي للدورة نفسها، ويتشكل عن توافق هذه الحموض حمض السيتريك. ويَنْتُج عن إعادة تنظيم جزيئات حمض السيتريك حمض الأيسوستريك الذي يمر من خلال سلسلة من المراحل ليشكل خلالها ستة أحماض وسيطة، وهي:

– ألفا

– كيتوجلوتاريك

– السكسينيك

– سكسنيل الإنزيم التميمي

– الفيوماريك، والماليك

– الأوكسالوأستيك،

وبعد ذلك يصبح حمض الأوكسالوأستيك جاهزًا بالكامل للاندماج مع أستيل الإنزيم التميمي أ، ليعيد بدء دورة جديدة من دورات كربس

خطوات دورة كربس

يدخل مركب أستيل A CO إلى دورة كربس، حيث ينفصل مساعد الأنزيم CO-A عنه ليحمل مجموعات أستيل أخرى إلى دورة كربس

مجموعة الأستيل (2C) تتحد مع حمض الأكسالوأستيك (4C) لتكوين حمض الستريك (6C)

يمر حمض الستريك في سلسلة من المركبات الوسطية، بما في ذلك حمض الكيتوجلوتاريك وحمض الساكسينك وحمض الماليك، حتى يصل إلى حمض الأكسالوأستيك الذي يرتبط مع مجموعة أستيل جديدة لتكوين حامض الستريك مرة أخرى.

4- يتحرر أثناء دورة كربس : 2 CO2 ATP – – 3 NADH – FADH2

يتم تكرار دورة كربس مرتين لكل جزئ من الجلوكوز، حيث يعطي جزء الجلوكوز مجموعتي أستيل، مما يؤدي إلى تضاعف المواد المتحررة في هذه الدورة

نتائج دورة كربس

نتائج الدور الأول من الدورة هم: جُزَيئة GTP, ثلاثة جزيئات NADH, جزيئة FADH2 و جزيئتان CO2, و لأن كل دورة تؤدي الى انتاج جزيئتان من أسيتيل التميم الانزيمي أ المعروف ب acetyl CoA من كل جزيئة كلوكوز فان كل جزيئة گلوكوز تتطلب دورتان كريبس فتكون النتيجة : جزيئتان GTP, ستة جزيئات NADH , جزيئتان FADH2 و أربعة جزيئات CO2.

معلومات هامة عن عملية التنفس الخلوي

يعد جزيء ال ATP عملة الطاقة في الخلية، لأن كل طاقة يحتاجها الخلية للقيام بعملياتها تتطلب وجود جزيء ATP، ويمكن التشبيه بجزيء ATP بالعملة الصغيرة (الفكة) التي يسهل تداولها وصرفها .

لا يتطلب دورة كربس وجود أكسجين، حيث تستقبل جميع الإلكترونات التي تتم إزالتها من ذرات الكربون خلال التفاعلات بواسطة NAD+ و FAD .

يتلجأ الكائن الحي إلى التنفس اللاهوائي عندما لا يتوفر الأكسجين، ويستخدمه للحصول على الطاقة اللازمة للاستمرار في الأنشطة الحيوية .

يحدث التعب العضلي عندما تستنفد خلايا العضلات كل الأكسجين الموجود فيها، فيلجأ الخلايا إلى تحويل حمض البيروفيك بعد اختزاله (باستخدام الإلكترونات الموجودة في NADH) إلى حمض اللاكتيك C3H6O3 الذي يتراكم ويسبب التعب العضلي، ويزول فور توافر الأكسجين حيث يتحول حمض اللاكتيك مرة أخرى إلى حمض البيروفيك، ثم يتم استعادة الإنزيم المساعد (أ) .

يتم اعتبار الأكسجين كنهاية السلسلة الكاملة لنقل الإلكترونات، حيث يتم تكوين الماء عندما يتحد زوج من الإلكترونات مع زوج من بروتونات الهيدروجين H+ ثم مع ذرة الأكسجين، ويتم تمثيل هذا في المعادلة التالية: H2O 2e- + 2 H+ + 1/2 O2