ಕ್ರೆಬ್ಸ್‌ ಚಕ್ರ

ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಸ್ಥೂಲ ಚಿತ್ರಣ

ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ ಹಲವಾರು ಜೀವಿಗಳ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉಸಿರಾಟ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಇರುವವುಗಳ, ಉತ್ಕರ್ಷಕ ಚಯಾಪಚಯದಲ್ಲಿ ಮಗ್ನವಾಗಿರುವ ಎಂಜೈಮುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಒಂದು ಸರಣಿ. ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ ಎಂಬ ಪರ್ಯಾಯ ನಾಮವೂ ಉಂಟು.

ವಿವರಣೆ

ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾಟಿ ಆಮ್ಲಗಳೆರಡರಿಂದಲೂ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಬರುವ ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ ವಾಯು ಆಗಿ ತನ್ನಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನು ವಿಟಮಿನುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಸಹ ಎನ್‍ಜೈಮುಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಕಾರ್ಯ ನಡೆಯಲು ಪ್ರಕೃತಿ ಮಾಡಿರುವ ವಿಶೇಷ ಪಥವೇ ಈ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ. ಒಂದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಂದು ಎನ್‍ಜೈಮು ಇದ್ದು ಅದು ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದು ಒಂದು ಪಥ. ಹಂತ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆದು ಒಂದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆ ಪೂರ್ಣವಾಗುವುದು ಎರಡನೆಯ ಪಥ. ಅಪಕರ್ಷಕ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಸಹ ಎನ್‍ಜೈಮುಗಳು ತಮ್ಮಲ್ಲಿನ ಜಲಜನಕಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಸಾಗು ಹಾಕುವ ಪಥ ಎರಡನೆಯ ಪಥಕ್ಕೆ ಸೇರಿದುದು. ಇನ್ನೂ ಜಟಿಲವಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಮಗ್ರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ವೇಗದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲು ಪ್ರಕೃತಿಯ ಬತ್ತಳಿಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಮೂರನೆಯ ಅಸ್ತ್ರ ಚಕ್ರಪಥ. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತಮ ಉದಾಹರಣೆ.

ಸಂಶೋಧನೆಯ ತಳಹದಿ

ಶಕ್ತಿ ಜನನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಮಾಡಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದ ಈಗಿನ ಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ತಳಹದಿ ಹಾಕಿದಾತ ಶೆಂಟ್-ಜ್ಯಾರ್ಜಿ ಈತ ಪಾರಿವಾಳದ ಎದೆಯ ಮಾಂಸಖಂಡವನ್ನು ತೆಗೆದು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರೆದು ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟಿನಿಂದ ಬರುವ ಪೈರುವೇಟನ್ನು ಹಾಕಿದಾಗ ಅದು ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಪಡುತ್ತದೆ ಎಂದೂ ಪ್ಯೂಮರೇಟ್, ಮ್ಯಾಲೇಟ್ ಆಕ್ಸಾಲೊ ಅಸಿಟೇಟುಗಳನ್ನು ಹಾಕಿದಾಗ ಈ ಕ್ರಿಯೆಯ ವೇಗ ಹೆಚ್ಚುವುದೆಂದೂ ಕಂಡು ಹಿಡಿದ. ಮುಂದೆ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ಶಕ್ತಿ ಆಲ್ಫಕೀಟೋ ಗ್ಲುಟರೇಟಿಗೂ ಸಿಟ್ರೇಟಿಗೂ ಇದೆಯೆಂದು ಕಂಡು ಹಿಡಿದ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನು ವಿವರವಾಗಿ ಅಭ್ಯಾಸ ಮಾಡಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆ ಒಂದು ಚಕ್ರಪಥದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಕೂಟ ಎಂಬ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಮುಂದಿಟ್ಟ. ಅದೇ ಈಗ ಸುಪ್ರಸಿದ್ಧವಾಗಿರುವ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಇವನು ೧೯೫೩ರಲ್ಲಿ ನೋಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನೂ ಗಳಿಸಿದ. ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಯಾವ ಯಾವ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ಹೇಗೆ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ವಿವರಗಳನ್ನು ಇದರೊಂದಿಗಿರುವ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು.

The Krebs, citric acid, or tricarboxylic acid (TCA) cycle pathway diagram illustrates the metabolic reactions that allow for the breakdown of pyruvate into NADH and ATP, often taught in connection with the electron transport chain and ATP synthase.

ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಕೂಡಿ ನೋಡಿದರೆ ಒಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಸಿಟೇಟ್ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಹೊಂದಿ ಅಪಕರ್ಷಣ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ನಾಲ್ಕು ಸಹ ಎನ್‍ಜೈಮ್‍ಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವುದು ಕಂಡು ಬರುತ್ತದೆ. ಇಂಥ ಒಂದು ಸಹೆನ್‍ಜೈಮ್ ಎನ್‍ಎಡೆಇಎಚ್ ತನ್ನಲ್ಲಿನ ಜಲಜನಕಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಸಾಗು ಹಾಕಿದಾಗ ಸುಮಾರು ಮೂರು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ. ಅಪಕರ್ಷಣ ರೂಪದಲ್ಲಿನ ಎಫ್‍ಎಡಿಯಿಂದ ಎರಡೇ ಏಟಿಪಿ ಗಳಿಕೆ ಸಾಧ್ಯ. ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದು ಸುತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಜಿಟಿಪಿ ಸೇರಿ ಒಟ್ಟು 12 ಶಕ್ತಿಯ ನಾಣ್ಯಗಳು (ಎಟಿಪಿ) ಜೀವಕೋಶಕ್ಕೆ ದೊರೆಯುತ್ತವೆ. ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾಟಿ ಆಮ್ಲಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಕಲ್ಪಿಸುವುದಲ್ಲದೆ ಎರಡಕ್ಕೂ ಇದು ಅಂತ್ಯ ಉತ್ಕರ್ಷಕ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಕೊಬ್ಬು ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟಿನ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಉರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುವುದು ಸತ್ಯವಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕಾರಣಾಂತರದಿಂದ ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟಿನ ಚಯಾಪಚಯ ಸರಿಯಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಅದು ಫ್ಯಾಟಿ ಆಮ್ಲದ ಚಯಾಪಚಯದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಇನ್ಸುಲಿನ್ನಿನ ಅಭಾವ ಆ ರೀತಿಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗೆ ಒಂದು ಕಾರಣ. ಅಂಥ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಫ್ಯಾಟಿ ಆಮ್ಲಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಹೊಂದಿ ಅಸಿಟೇಟನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಆಗ ಸಾಕಷ್ಟು ಆಕ್ಸಾಲೋ ಅಸಿಟೇಟುಗಳು ಇರದಿದ್ದರೆ ಅಸಿಟೇಟುಗಳು ಸೇರಿಕೊಂಡಿ ಅಸಿಟೋನ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು, ವಿಷವಸ್ತುಗಳು ಆಗುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯುಂಟು. ಆದರೆ ಆಕ್ಸಾಲೋ ಅಸಿಟೇಟಿನ ಮಟ್ಟ ಪ್ರೋಟೀನುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಆಸ್ಪಾರ್ಟಿಕ್ ಅಮೈನೊ ಆಮ್ಲದಿಂದ ಒಂದೇ ಸಮವಾಗಿರಲು ಸಾಧ್ಯ. ಅಲ್ಲದೆ ಪೈರುವಿಕ್ ಆಮ್ಲವೂ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ ವಾಯುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಂಡು ಆಕ್ಸಾಲೋ ಅಸಿಟೇಟ್ ಆಗಲು ಎನ್‍ಜೈಮಿನ ಏರ್ಪಾಡು ಉಂಟು. ಆದರೂ ಅಸಿಟೋನ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ರಕ್ತದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಲು ಇದರ ಮಟ್ಟದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಕಾರಣ ಇರಬಹುದು ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರಕ್ಕೂ ಪ್ರೋಟೀನಿನಲ್ಲಿರುವ ಕೆಲವು ಅಮೈನೊ ಆಮ್ಲಗಳಿಗೂ ನಂಟು ಉಂಟು. ಅಂಥ ಅಮೈನೊ ಆಮ್ಲಗಳ, ಗ್ಲುಟಾಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಆಸ್ಪಾರ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಇವುಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿನ ಆಲ್ಫಕೀಟೊ ಗ್ಲುಟಾರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಾಲೊ ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲದಿಂದ ಆಗುತ್ತದೆ. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಮುಂತಾದ ಆಮ್ಲಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಾದರೂ ನಿವ್ವಳ ತಯಾರಿಕೆಯಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಇದಕ್ಕೆ ಎರಡು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಬರುವ ವಿಶೇಷಪಥವಾದ ಗ್ಲೈಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಚಕ್ರದಿಂದ ನಿವ್ವಳ ತಯಾರಿಕೆ ಸಾಧ್ಯ. ಈ ವಿಶೇಷ ಚಕ್ರ ಹಣ್ಣು ಮತ್ತು ಕಾಯಿಗಳಲ್ಲಿ ಇದ್ದು ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಮುಂತಾದ ಆಮ್ಲಗಳು ಶೇಖರವಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸುತ್ತಿನ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆಕ್ಸಾಲೊ ಅಸಿಟೇಟುಗಳು (ಒಂದು ಗ್ಲೈಆಕ್ಸಲೇಟಿನ ಮುಖಾಂತರ, ಎರಡನೆಯದು ಸಕ್ಸಿನೇಟಿನ ಮುಖಾಂತರ) ಬರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಅಂದರೆ ಎರಡು ಅಸಿಟೇಟುಗಳಿಂದ ಒಂದು ನಿವ್ವಳ ಆಕ್ಸಾಲೊ ಅಸಿಟೇಟ್ ಬಂದು ಅದು ಮೂರನೆಯ ಅಸಿಟೇಟಿನೊಂದಿಗೆ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಗುವುದು. ಅಂದರೆ ಅಸಿಟೇಟುಗಳಿಂದ ಆಮ್ಲಗಳ ನಿವ್ವಳ ತಯಾರಿಕೆ ಆದಂತಾಯಿತು. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸರಿಯಾಗಿ ನಡೆಯಬೇಕಾದರೆ ಅದರಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯೆಯ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕಗಳಾದ ಎನ್‍ಜೈಮುಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಇರಬೇಕು; ಹಾಗೂ ಸುವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿರಬೇಕು. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಜೀವರಸದಲ್ಲಿ ಕಾಳಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಇದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಜಿಡ್ಡಿನ ಗುಂಪಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ಇದ್ದು ಇವು ಈ ಆವಶ್ಯಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಮಾಡಿರುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆ ಇಲ್ಲಿಯೇ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾವನ್ನು ಶಕ್ತಿ ಜನನ ನಿಲಯ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಈ ಚಿತ್ರಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ಎಲ್ಲ ಎನ್‍ಜೈಮುಗಳೂ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಸ್ಯ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯ ಮುಂತಾದವುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಇರುವುದನ್ನು ನೋಡಿದರೆ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಎಲ್ಲ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಚಕ್ರವಿದ್ದು ಶಕ್ತಿ ಜನನ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಇದು ಹಿರಿಯ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.