Ejercicio resuelto de Ciclo de Krebs · Biología · 2021

En su discurso por haber recibido el premio Nobel, Hans Krebs dijo: "...el ciclo del ácido cítrico (de oxidación de carbohidratos) también juega un papel importante en las etapas posteriores a la beta oxidación de los ácidos grasos." [1,5 puntos]

a) ¿En qué orgánulo celular y en qué parte de dicho orgánulo tiene lugar el ciclo de Krebs?

b) ¿Cuál es la función metabólica del ciclo de Krebs? Indique DOS de sus productos finales.

c) ¿En qué molécula, que se incorpora al ciclo de Krebs, convergen la oxidación de carbohidratos y la de ácidos grasos? Justifique su respuesta.

$\textbf{a) ¿En qué orgánulo celular y en qué parte de dicho orgánulo tiene lugar el ciclo de Krebs?}$

En la mitocondria, y concretamente en su matriz, que es el espacio interno delimitado por la membrana mitocondrial interna. Allí se encuentran disueltas las enzimas del ciclo, con la única excepción de la succinato deshidrogenasa, que está insertada en la membrana interna.

$\textbf{b) ¿Cuál es la función metabólica del ciclo de Krebs? Indique DOS de sus productos finales.}$

Su función es completar la oxidación del grupo acetilo procedente de los nutrientes: en cada vuelta, los dos carbonos que entran como acetil-CoA se desprenden en forma de $\text{CO}_2$ y los electrones que se les arrancan quedan recogidos en coenzimas reducidas, que después los cederán a la cadena respiratoria. El ciclo es además anfibólico, porque varios de sus intermediarios sirven de punto de partida para rutas de biosíntesis.

Dos de sus productos finales son el $\text{CO}_2$ y el NADH (podrían citarse igualmente el $\text{FADH}_2$ y el GTP).

$\textbf{c) ¿En qué molécula, que se incorpora al ciclo de Krebs, convergen la oxidación de carbohidratos y la de ácidos grasos? Justifique su respuesta.}$

En el acetil-CoA.

La justificación está en el origen de esa molécula por las dos vías. Los glúcidos se degradan en la glucólisis hasta piruvato, y el piruvato sufre en la matriz mitocondrial una descarboxilación oxidativa que lo convierte en acetil-CoA. Los ácidos grasos, por su parte, se degradan por $\beta$-oxidación, y en cada vuelta de esa hélice se libera precisamente una molécula de acetil-CoA.

Las dos rutas, que hasta ahí eran independientes, desembocan por tanto en el mismo compuesto, que se condensa con el oxalacetato para dar citrato. Es lo que Krebs señalaba en su discurso: el ciclo no es solo la etapa final del catabolismo de los azúcares, sino la vía común de oxidación de casi todos los nutrientes, incluidos muchos aminoácidos.