ક્રેબ્સ ચક્ર, જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર અથવા ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે તમામ એરોબિક સજીવોમાં સેલ્યુલર શ્વસન અને ઊર્જા ઉત્પાદનનો નિર્ણાયક ભાગ છે. તે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની એક જટિલ શ્રેણી છે જે મિટોકોન્ડ્રિયામાં થાય છે અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી અને પ્રોટીનના ચયાપચયમાં કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે. સબસ્ટ્રેટ્સ ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશી શકે તે પહેલાં, તેઓ ચક્ર સાથે સુસંગત મધ્યવર્તીઓમાં રૂપાંતરિત થવા માટે વિવિધ ચયાપચયના માર્ગોમાંથી પસાર થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ
ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝના ભંગાણનો પ્રારંભિક તબક્કો છે, જ્યાં ગ્લુકોઝના પરમાણુને પાયરુવેટના બે પરમાણુમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા સાયટોપ્લાઝમમાં થાય છે અને થોડી માત્રામાં ATP અને NADH ઉત્પન્ન કરે છે. ગ્લાયકોલિસિસમાંથી ઉત્પાદિત પાયરુવેટ પછી મિટોકોન્ડ્રિયામાં પ્રવેશ કરે છે અને આગળ એસીટીલ-કોએમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં મુખ્ય પ્રવેશ બિંદુ છે.
બીટા-ઓક્સિડેશન
બીટા-ઓક્સિડેશન એ ફેટી એસિડના અપચય માટે મેટાબોલિક માર્ગ છે. લોંગ-ચેઇન ફેટી એસિડ્સ પ્રથમ સક્રિય થાય છે અને મિટોકોન્ડ્રિયામાં પરિવહન થાય છે, જ્યાં તેઓ શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે જે એસિટિલ-કોએ પરમાણુઓનું નિર્માણ કરે છે. આ એસીટીલ-કોએ પરમાણુઓ પછી તેમના કાર્બન અણુઓના ઓક્સિડેશન દ્વારા ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે ક્રેબ્સ ચક્રમાં ખવડાવવામાં આવે છે.
એમિનો એસિડ કેટાબોલિઝમ
એમિનો એસિડ, પ્રોટીનના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ, તેમના કેટાબોલિક માર્ગો દ્વારા ક્રેબ્સ ચક્રમાં પણ યોગદાન આપી શકે છે. વિવિધ એમિનો એસિડ મધ્યવર્તી માં રૂપાંતરિત થાય છે જે વિવિધ બિંદુઓ પર ચક્રમાં પ્રવેશી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક એમિનો એસિડના કાર્બન હાડપિંજર પાયરુવેટ, ઓક્સાલોએસેટેટ અથવા આલ્ફા-કેટોગ્લુટેરેટ જેવા પરમાણુઓ બનાવવા માટે ટ્રાન્સએમિનેશન અને ડિમિનેશન પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે, જે મધ્યવર્તી તરીકે ક્રેબ્સ ચક્રમાં સીધા સામેલ છે.
નિયમન અને એકીકરણ
સેલ્યુલર હોમિયોસ્ટેસિસ અને ઊર્જા સંતુલન જાળવવા માટે ક્રેબ્સ ચક્ર તરફ દોરી જતા મેટાબોલિક માર્ગો ચુસ્તપણે નિયંત્રિત થાય છે. ઉત્સેચકો, કોફેક્ટર્સ અને એલોસ્ટેરિક નિયમનકારો આ માર્ગો દ્વારા સબસ્ટ્રેટ અને મધ્યવર્તી પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે, તેની ખાતરી કરે છે કે ક્રેબ્સ ચક્ર વિવિધ શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે. તદુપરાંત, ગ્લુકોઝ, ફેટી એસિડ અને એમિનો એસિડ અપચય માટેના માર્ગો કોષની ગતિશીલ ઉર્જાની માંગને પહોંચી વળવા માટે એકીકૃત છે, જેમાં જરૂરીયાત મુજબ ચયાપચયના મધ્યવર્તી ચક્રની અંદર અને બહાર વહે છે.
ચયાપચયના માર્ગોને સમજવું કે જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં ફીડ કરે છે તે કેવી રીતે કોષો વિવિધ પોષક તત્ત્વોમાંથી ઊર્જા મેળવે છે અને કેવી રીતે આ માર્ગોનું ડિસરેગ્યુલેશન મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર તરફ દોરી શકે છે તેની સમજ આપે છે. ગ્લાયકોલિસિસ, બીટા-ઓક્સિડેશન અને એમિનો એસિડ કેટાબોલિઝમ વચ્ચેના જટિલ જોડાણો બાયોકેમિસ્ટ્રીના પાયાના પથ્થર તરીકે સેવા આપે છે, જે સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમની લાવણ્ય અને જટિલતાને છતી કરે છે.