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8.8: Produkte des Citratzyklus

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Products of the Citric Acid Cycle

8.8: Products of the Citric Acid Cycle

8.8: Produkte des Citratzyklus

The cells of most organisms—including plants and animals—obtain usable energy through aerobic respiration, the oxygen-requiring version of cellular respiration. Aerobic respiration consists of four major stages: glycolysis, pyruvate oxidation, the citric acid cycle, and oxidative phosphorylation. The third major stage, the citric acid cycle, is also known as the Krebs cycle or tricarboxylic acid (TCA) cycle.

For every glucose molecule that undergoes cellular respiration, the citric acid cycle is carried out twice; this is because glycolysis (the first stage of aerobic respiration) produces two pyruvate molecules per glucose molecule. During pyruvate oxidation (the second stage of aerobic respiration), each pyruvate molecule is converted into one molecule of acetyl-CoA—the input into the citric acid cycle. Therefore, for every glucose molecule, two acetyl-CoA molecules are produced. Each of the two acetyl-CoA molecules goes once through the citric acid cycle.

The citric acid cycle begins with the fusion of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citric acid. For each acetyl-CoA molecule, the products of the citric acid cycle are two carbon dioxide molecules, three NADH molecules, one FADH2 molecule, and one GTP/ATP molecule. Therefore, for every glucose molecule (which generates two acetyl-CoA molecules), the citric acid cycle yields four carbon dioxide molecules, six NADH molecules, two FADH2 molecules, and two GTP/ATP molecules. The citric acid cycle also regenerates oxaloacetate, the molecule that starts the cycle.

While the ATP yield of the citric acid cycle is modest, the generation of coenzymes NADH and FADH2 is critical for ATP production in the final stage of cellular respiration, oxidative phosphorylation. These coenzymes act as electron carriers and donate their electrons to the electron transport chain, ultimately driving the production of most of the ATP produced by cellular respiration.

Die Zellen der meisten Organismen gewinnen nutzbare Energie durch aerobe Atmung, bzw. sauerstoffbedürftige Variante der Zellatmung. Zu ihnen gehören Tiere sowie Pflanzen. Die aerobe Atmung besteht aus vier Hauptstufen: Glykolyse, Pyruvat-Oxidation, dem Citratzyklus und der oxidativen Phosphorylierung. Die dritte Hauptstufe, der Citratzyklus, wird auch als Krebszyklus oder Tricarbonsäure (TCA)-Zyklus bezeichnet.

Für jedes Glucosemolekül, das die Zellatmung durchläuft, wird der Citratzyklus zweimal durchgeführt, da die Glykolyse (die erste Stufe der aeroben Atmung) zwei Pyruvatmoleküle pro Glucosemolekül produziert. Bei der Pyruvat-Oxidation (der zweiten Stufe der aeroben Atmung) wird jedes Pyruvat-Molekül in ein Molekül Acetyl-CoA umgewandelt. Dieses tritt dann in den Citratzyklus ein. Daher werden für jedes Glucosemolekül zwei Acetyl-CoA-Moleküle produziert. Jedes der beiden Acetyl-CoA-Moleküle läuft einmal durch den Citratzyklus.

Der Citratzyklus beginnt mit der Bindung von Acetyl-CoA und Oxalacetat unter Bildung von Citronensäure. Für jedes Acetyl-CoA-Molekül sind die Produkte des Zitronensäurezyklus zwei Kohlendioxidmoleküle, drei NADH-Moleküle, ein FADH2 -Molekül und ein GTP/ATP-Molekül. Somit ergibt der Citratzyklus für jedes Glucosemolekül (das zwei Acetyl-CoA-Moleküle erzeugt) vier Kohlendioxidmoleküle, sechs NADH-Moleküle, zwei FADH2-Moleküle und zwei GTP/ATP-Moleküle. Der Citratzyklus regeneriert auch Oxalacetat, das Molekül, mit dem der Zyklus beginnt.

Während die ATP-Ausbeute des Citratzyklus recht bescheiden ist, spielt die Bildung der Coenzyme NADH und FADH2 eine entscheidende Rolle für die ATP-Produktion in der letzten Phase der Zellatmung. Diese letzte Phase ist die oxidative Phosphorylierung. Die Koenzyme fungieren als Elektronenträger und geben ihre Elektronen an die Elektronentransportkette ab, wodurch letztlich die Produktion des größten Teils des durch die Zellatmung erzeugten ATPs vorangetrieben wird.

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