Wat is de citroenzuurcyclus?
De citroenzuurcyclus is een reeks chemische reacties die optreedt tijdens cellulaire ademhaling, het proces waarbij cellen in organismen energie produceren. Het wordt ook wel de Krebs-cyclus of de tricarbonzuurcyclus genoemd. In de cyclus wordt een reeks energieopwekkende chemische reacties gekatalyseerd of versneld door verschillende enzymen. Meestal bestuderen studenten eerst de citroenzuurcyclus in geavanceerde biologielessen op de middelbare school of in inleidende biologielessen. Het wordt vervolgens gedetailleerder benaderd in de biochemieklassen, omdat het een inherent chemisch proces is.
Er zijn veel verschillende complexe chemische reacties in de cyclus, waarvan de meeste moleculen bevatten die zijn samengesteld uit koolstof, zuurstof en waterstof. De cyclus bestaat uit ongeveer tien stappen en elke stap wordt gekatalyseerd door een ander enzym. Direct vóór de citroenzuurcyclus produceert een proces genaamd glycolyse pyruvaat, een energiehoudend molecuul dat verder wordt afgebroken tot bruikbare energie naarmate het proces van cellulaire ademhaling vordert. De citroenzuurcyclus splitst pyruvaatmoleculen op in NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide) en ATP (Adenosine trifosfaat) moleculen, die beide een aanzienlijke hoeveelheid energie bevatten die snel door het lichaam kan worden bereikt. De meeste energetische moleculen die tijdens cellulaire ademhaling worden geproduceerd, zijn via een reeks metabole processen afgeleid van glucose (suiker) moleculen.
Cellulaire ademhaling is meestal een aëroob proces, wat betekent dat het zuurstof gebruikt. Als er zuurstof aanwezig is, gaat het pyruvaat dat via glycolose wordt geproduceerd normaal door naar de citroenzuurcyclus en wordt het afgebroken tot NADH en ATP (adenosinetrifosfaat). Als er echter geen zuurstof aanwezig is, begint het pyruvaat een proces dat gisting wordt genoemd. Gisting maakt geen gebruik van zuurstof, wat betekent dat het een anaëroob proces is. Fermentatie is een veel minder efficiënt energieproducerend proces dan de citroenzuurcyclus; het produceert niet genoeg energie om een organisme voor een langere periode in stand te houden.
In de meeste complexe, meercellige organismen vindt de citroenzuurcyclus plaats in de mitochondriën, een energieproducerend organel dat in cellen voorkomt. Mitochondrion zijn de belangrijkste producenten van ATP, die cellen zeer efficiënt voor energie kunnen gebruiken. Sommige processen in cellulaire ademhaling vinden plaats buiten de mitochondriën, en andere treden op als moleculen over het membraan van de mitochondriën worden getransporteerd. De citroenzuurcyclus vindt plaats in de matrix van de mitochondriën, die de vele verschillende enzymen bevat die veel van de chemische reacties in de cyclus en in de rest van de cellulaire ademhaling katalyseren.