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🔋 Respiration Cellulaire — Cycle de Krebs

Animez les huit intermédiaires du cycle de l'acide citrique qui transforment l'acétyl-CoA en CO2, NADH, FADH2 et ATP ; bloquez l'oxygène pour voir le cycle se figer sans chaîne de transport d'électrons fonctionnelle.

Biologie & Vie2DFacile60 FPS

Comment ça marche

Le cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique) est une boucle fermée de huit réactions catalysées par des enzymes qui se produisent dans la matrice mitochondriale. Chaque tour commence lorsque l'acétyl-CoA se condense avec l'oxaloacétate pour former du citrate, et se poursuit à travers l'isocitrate, l'α-cétoglutarate, le succinyl-CoA, le succinate, le fumarate et le malate avant de régénérer l'oxaloacétate pour recommencer. Au passage, les carbones du groupe acétyle sont progressivement oxydés, libérant deux molécules de CO2 aux étapes isocitrate→α-cétoglutarate et α-cétoglutarate→succinyl-CoA, tandis que des électrons riches en énergie sont captés par les transporteurs NAD+ et FAD.

Le cycle ne peut pas fonctionner plus vite que ne le permet son approvisionnement en transporteurs oxydés : chaque tour consomme du NAD+ et du FAD, les convertissant en NADH et FADH2. Dans les cellules réelles, la chaîne de transport d'électrons (CTE) réoxyde ces transporteurs en transmettant leurs électrons à l'oxygène, régénérant le NAD+/FAD afin que le cycle puisse continuer. Cette simulation représente directement cette dépendance — lorsque l'oxygène est présent, le pool de transporteurs se régénère à chaque image ; lorsque l'oxygène est coupé, le pool ne fait que s'épuiser au fur et à mesure de son utilisation, le paquet de flux ralentit proportionnellement à la fraction de pool restante, et le cycle s'arrête visiblement, reflétant la manière dont les conditions anaérobies stoppent le métabolisme oxydatif alors même que la glycolyse peut se poursuivre indépendamment.

Facteur de vitesse : v = acetylRate · animSpeed · (pool / poolMax)
Utilisation du pool : pool -= carrierCost à chaque étape produisant du NADH/FADH2
Régénération du pool (O2 activé) : pool += regenRate · (poolMax - pool)
Régénération du pool (O2 désactivé) : 0
Par tour complet : +3 NADH, +1 FADH2, +1 ATP (GTP), +2 CO2

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le cycle de Krebs ?

Le cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique) est une série de huit réactions catalysées par des enzymes dans la matrice mitochondriale qui oxydent l'acétyl-CoA en dioxyde de carbone, capturant l'énergie libérée sous forme de NADH, FADH2 et un ATP (via le GTP) par tour.

Combien d'ATP, de NADH et de FADH2 un tour produit-il ?

Chaque tour du cycle produit directement 3 NADH, 1 FADH2 et 1 ATP (sous forme de GTP), ainsi que 2 molécules de CO2 libérées lors des deux étapes de décarboxylation.

Pourquoi le cycle a-t-il besoin d'oxygène pour continuer à fonctionner ?

Le cycle de Krebs lui-même n'utilise pas directement l'oxygène, mais il dépend d'un approvisionnement constant en NAD+ et FAD. Ces transporteurs ne sont régénérés que lorsque la chaîne de transport d'électrons transmet des électrons à l'oxygène ; sans oxygène, le pool de NAD+/FAD n'est donc pas reconstitué et le cycle se bloque.

D'où proviennent les deux molécules de CO2 ?

Le CO2 est libéré lors de deux étapes de décarboxylation : lorsque l'isocitrate est converti en alpha-cétoglutarate par l'isocitrate déshydrogénase, et lorsque l'alpha-cétoglutarate est converti en succinyl-CoA par le complexe alpha-cétoglutarate déshydrogénase.

Que devient l'oxaloacétate à la fin du cycle ?

L'oxaloacétate est régénéré lorsque le malate est oxydé à la dernière étape. Il se condense ensuite avec une nouvelle molécule d'acétyl-CoA pour reformer du citrate, permettant au cycle de se répéter indéfiniment tant que l'acétyl-CoA et les transporteurs oxydés sont disponibles.

Pourquoi le cycle de Krebs est-il considéré comme le pivot du métabolisme ?

Les intermédiaires du cycle de Krebs sont partagés avec le métabolisme des acides aminés, des acides gras et des nucléotides ; le cycle récolte donc de l'énergie à partir de l'acétyl-CoA tout en fournissant des molécules précurseurs pour la biosynthèse, ce qui le rend central au métabolisme cellulaire global.

À propos de cette simulation

Un unique paquet de flux luminescent poursuit sa propre queue autour de huit intermédiaires nommés, libérant de minuscules étiquettes « CO₂ » aux deux étapes de décarboxylation et vidant discrètement une barre de pool NAD+/FAD à chaque fois qu'il passe une enzyme productrice de transporteurs — coupez l'interrupteur d'oxygène et regardez cette barre refuser de se remplir, le paquet ralentir jusqu'à ramper, et tout le cycle s'arrêter exactement comme une mitochondrie privée de son accepteur d'électrons.

🔬 Ce que cela montre

Huit intermédiaires du cycle de Krebs disposés en anneau avec un paquet de flux en mouvement qui déclenche une véritable stœchiométrie par étape : 3 NADH, 1 FADH2 et 1 ATP par tour complet, plus deux événements de libération de CO2.

🎮 Comment l'utiliser

Ajustez le débit d'entrée d'acétyl-CoA et la vitesse d'animation du cycle pour changer la vitesse de déplacement du paquet, réglez la taille du pool NAD+/FAD, et désactivez Oxygène présent pour voir le pool s'épuiser et le cycle se bloquer ; P met en pause, R réinitialise.

💡 Le saviez-vous ?

Le cycle de Krebs lui-même ne consomme absolument aucun oxygène — c'est entièrement le besoin de la chaîne de transport d'électrons en oxygène comme accepteur final d'électrons qui force indirectement le cycle de l'acide citrique à s'arrêter en conditions anaérobies.

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce que le cycle de Krebs ?

Combien d'ATP, de NADH et de FADH2 un tour produit-il ?

Chaque tour du cycle produit directement 3 NADH, 1 FADH2 et 1 ATP (sous forme de GTP), ainsi que 2 molécules de CO2 libérées lors des deux étapes de décarboxylation.

Pourquoi le cycle a-t-il besoin d'oxygène pour continuer à fonctionner ?

Le cycle de Krebs lui-même n'utilise pas directement l'oxygène, mais il dépend d'un approvisionnement constant en NAD+ et FAD. Ces transporteurs ne sont régénérés que lorsque la chaîne de transport d'électrons transmet des électrons à l'oxygène, donc sans oxygène le pool de NAD+/FAD n'est pas reconstitué et le cycle se bloque.

D'où proviennent les deux molécules de CO2 ?

Que devient l'oxaloacétate à la fin du cycle ?

Pourquoi le cycle de Krebs est-il considéré comme le pivot du métabolisme ?

⚙ Sous le capot

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