Kreb's cycle Questions in Gujarati

(C) ક્રેબ્સચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં, $Succinic \text{ } dehydrogenase$ ઉત્સેચક સક્સિનેટનું ફ્યુમરેટમાં ઓક્સિડેશન કરે છે।
આ પ્રક્રિયામાં સક્સિનેટમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દૂર થાય છે, જે ત્યારબાદ $FAD$ માં સ્થાનાંતરિત થઈને $FADH_2$ બનાવે છે।
હાઇડ્રોજનનું દૂર થવું એ ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા છે, અને આ વિશિષ્ટ ઉત્સેચક કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં ગોઠવાયેલું હોય છે જ્યાં તે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના કોમ્પ્લેક્સ $II$ તરીકે પણ કાર્ય કરે છે, તેથી તે કાર્યાત્મક રીતે ઑક્સિડેટીવ ફૉસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા સાથે જોડાયેલું છે।
તેથી, આપેલા વિકલ્પોમાંથી, તે ઑક્સિડેટીવ ફૉસ્ફોરાયલેશન સાથે સૌથી વધુ સંકળાયેલું છે।

(B) ક્રૅબ્સચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
સક્સિનીક ડીહાઇડ્રોજિનેઝ એ ક્રૅબ્સચક્રનો એકમાત્ર ઉત્સેચક છે જે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં જડાયેલો હોય છે.
તે ક્રૅબ્સચક્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ વચ્ચે કડી તરીકે કામ કરે છે કારણ કે તેને $ETS$ ના સંકુલ-$II$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરાયલેશન કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે જ્યાં $NADH$ અને $FADH_2$ નું ઑક્સિડેશન થઈને $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.
સક્સિનીક ડીહાઇડ્રોજિનેઝ સક્સિનેટનું ફ્યુમરેટમાં ઑક્સિડેશન કરવામાં મદદ કરે છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોન $FAD$ ને સ્થાનાંતરિત કરીને $FADH_2$ બનાવે છે,જે પછી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,આ ઉત્સેચક સીધી રીતે ચક્ર અને ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા સાથે સંકળાયેલ છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. ક્રેબ્સ ચક્રની શરૂઆત એસિટિલ ગ્રુપ (એસિટિલ $CoA$,$2C$) નું ઓક્સાલોએસેટેટ $(4C)$ સાથે સંઘનન થઈને ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક,$6$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન સાઇટ્રિક એસિડ બનવાથી થાય છે. તે પાયરુવિક એસિડ સાથે સંઘનન પામતું નથી.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$TCA$ ચક્ર (ક્રેબ્સ ચક્ર) ના મોટાભાગના ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં જોવા મળે છે.
જોકે, $succinate$ $dehydrogenase$ ઉત્સેચક આમાં અપવાદ છે.
સુકોષકેન્દ્રીઓમાં, તે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં જડાયેલું હોય છે, જ્યાં તે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાના સંકુલ-$II$ તરીકે પણ કાર્ય કરે છે.
આદિકોષકેન્દ્રીઓમાં, કણાભસૂત્રનો અભાવ હોવાથી, આ ઉત્સેચક કોષરસમાં અથવા કોષરસપટલ સાથે જોડાયેલું હોય છે.

(C) $TCA$ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) એસિટિલ-$CoA$ $(2C)$ અને ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ ના જોડાણથી સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનાવવા સાથે શરૂ થાય છે.
જ્યારે સાઇટ્રિક એસિડનો એક અણુ $TCA$ ચક્રમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે તે વિવિધ ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ તબક્કાઓ દરમિયાન,$3$ અણુ $NAD^+$ નું રિડક્શન થઈને $3 \, NADH + 3H^+$ બને છે અને $1$ અણુ $FAD$ નું રિડક્શન થઈને $1 \, FADH_2$ બને છે.
વધુમાં,સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $1$ અણુ $GTP$ (અથવા $ATP$) ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,ચક્રમાં પ્રવેશતા સાઇટ્રિક એસિડના એક અણુ માટે સાચો જવાબ $3 \, NADH$ અને $1 \, FADH_2$ છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્રમાં,$\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડનું સક્સિનિલ-$CoA$ માં રૂપાંતર $\alpha$-કીટોગ્લુટેરેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ સંકુલ દ્વારા થાય છે,જે $NADH$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ત્યારબાદ,સક્સિનિલ-$CoA$ નું સક્સિનિલ-$CoA$ સિન્થેટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે.
આ ચોક્કસ તબક્કામાં સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન સામેલ છે,જ્યાં $GDP$ (અથવા $ADP$) નો એક અણુ ફોસ્ફોરાયલેટ થઈને $GTP$ (અથવા $ATP$) નો એક અણુ બનાવે છે.
તેથી,આ રૂપાંતરણ દરમિયાન $1$ સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનો $ATP$ અણુ સંશ્લેષિત થાય છે.

(C) ગ્લાયકોલિસિસ કોષરસમાં થાય છે અને તેના પરિણામે પાયરુવિક એસિડનું ઉત્પાદન થાય છે.
ક્રેબ્સ ચક્ર (જે કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે) માં પ્રવેશતા પહેલા,પાયરુવિક એસિડ ઓક્સિડેટિવ ડીકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા એસીટાઈલ Co-$A$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ સંકુલ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
તેથી,એસીટાઈલ Co-$A$ એ ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્ર વચ્ચેની જોડતી કડી અથવા મધ્યવર્તી સંયોજન તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ક્રેબ્સ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
જ્યારે પાયરુવિક એસિડનો એક અણુ $(3C)$ કણાભસૂત્રમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે તે સૌપ્રથમ ઓક્સિડેટિવ ડિકાર્બોક્સિલેશન દ્વારા એસિટિલ-CoA $(2C)$ ના એક અણુમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેમાં એક $CO_2$ અણુ મુક્ત થાય છે.
ક્રેબ્સ ચક્રની અંદર, એસિટિલ-CoA $(2C)$ ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ સાથે જોડાઈને સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનાવે છે.
ચક્રના આગળના તબક્કાઓ દરમિયાન, જ્યારે તે ફરીથી ઓક્સાલોએસેટિક એસિડમાં ફેરવાય છે, ત્યારે વધુ બે $CO_2$ અણુઓ મુક્ત થાય છે.
આમ, પાયરુવિક એસિડના એક અણુના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન દરમિયાન (લિંક રિએક્શન સહિત) મુક્ત થતા કુલ $CO_2$ અણુઓની સંખ્યા $1 (\text{લિંક}) + 2 (\text{ક્રેબ્સ}) = 3$ થાય છે.

(C) જારક શ્વસનમાં,ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન કોષરસમાં ઉત્પન્ન થયેલ પાયરુવિક એસિડ કણાભસૂત્રમાં પ્રવેશે છે. કણાભસૂત્રના મેટ્રિક્સ (આધારક) માં,પાયરુવિક એસિડનું ઓક્સિડેટિવ ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને એસિટિલ-CoA બને છે,જે ત્યારબાદ ક્રેબ્સ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર પણ કહેવાય છે) માં પ્રવેશે છે. પાયરુવિક એસિડનું સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન કણાભસૂત્રના મેટ્રિક્સમાં ક્રેબ્સ ચક્રની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા થાય છે,જ્યાં તેનું સંપૂર્ણ વિઘટન થઈને $CO_2$ અને $H_2O$ મુક્ત થાય છે અને ઉર્જા ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચક એસિટિલ-CoA ($2$ કાર્બન) અને ઓક્ઝેલોએસીટેટ ($4$ કાર્બન) ના સંઘનન દ્વારા સાઇટ્રેટ ($6$ કાર્બન) અને કો-એન્ઝાઇમ $A$ $(CoA-SH)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,એસિટિલ-CoA નો થાયોએસ્ટર બંધ જળવિભાજિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં કો-એન્ઝાઇમ $A$ $(CoA-SH)$ મુક્ત થાય છે,જે સલ્ફહાઇડ્રિલ $(-SH)$ સમૂહ ધરાવે છે.
તેથી,મુક્ત થતી નીપજ સલ્ફર ધરાવતું સંયોજન છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં,સક્સિનિક એસિડનું ફ્યુમેરિક એસિડમાં રૂપાંતરણ સક્સિનેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
આ ચોક્કસ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$FAD$ (ફ્લેવિન એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ) ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે અને તેનું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે.
ક્રેબ્સ ચક્રમાં આ એકમાત્ર તબક્કો છે જ્યાં $FAD$ ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે સીધી રીતે સંકળાયેલ છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં,સક્સિનેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક સક્સિનિક એસિડના ફ્યુમેરિક એસિડમાં ઓક્સિડેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$FAD$ (ફ્લેવિન એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ) ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે અને તેનું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે.
તેથી,સાચું રૂપાંતરણ સક્સિનિક એસિડનું ફ્યુમેરિક એસિડમાં છે.

(D) $TCA$ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર),જેને ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
ચક્રમાં પ્રવેશતા એસિટિલ-$CoA$ ના એક અણુ માટે,નીપજો $3NADH + H^+$,$1FADH_2$ અને $1ATP$ (અથવા $GTP$) છે.
ગ્લુકોઝનો એક અણુ લિંક પ્રતિક્રિયા દ્વારા એસિટિલ-$CoA$ ના બે અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી ગ્લુકોઝના એક અણુ માટે કુલ ઉત્પાદન $6NADH + H^+$,$2FADH_2$ અને $2ATP$ છે.
જોકે,પ્રશ્ન ચક્રના એક ચક્ર દીઠ (પ્રતિ એસિટિલ-$CoA$) ઉત્પાદન વિશે પૂછે છે,જે $3NADH$,$1FADH_2$ અને $1ATP$ ને અનુરૂપ છે.

(B) ક્રેબ્સ ચક્રમાં,$\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડનું મેલિક એસિડમાં રૂપાંતર નીચેના પગલાંઓ દ્વારા થાય છે:
$1$. $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ $(5C)$ નું સક્સિનિલ-CoA $(4C)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં $1\ NADH$ ઉત્પન્ન થાય છે અને $1\ CO_2$ મુક્ત થાય છે.
$2$. સક્સિનિલ-CoA $(4C)$ નું સક્સિનિક એસિડ $(4C)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં $1\ ATP$ (અથવા $GTP$) ઉત્પન્ન થાય છે.
$3$. સક્સિનિક એસિડ $(4C)$ નું ફ્યુમેરિક એસિડ $(4C)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં $1\ FADH_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$4$. ફ્યુમેરિક એસિડ $(4C)$ નું મેલિક એસિડ $(4C)$ માં રૂપાંતર થાય છે.
આમ,કુલ $1\ NADH + 1\ ATP + 1\ FADH_2$ ઉત્પન્ન થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર,જેને $TCA$ (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ) ચક્ર અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે બ્રિટિશ બાયોકેમિસ્ટ $Hans \ Krebs$ દ્વારા $1937$ માં સમજાવવામાં આવ્યું હતું.
તેમણે કણાભસૂત્રના આધારકમાં થતી પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી શોધી કાઢી હતી,જેના માટે તેમને $1953$ માં ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિન માટે નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) ક્રેબ્સ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) માં,એક પાયરુવિક એસિડનો અણુ $4$ $NADH$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે (એક પાયરુવેટનું એસિટિલ-$CoA$ માં રૂપાંતર દરમિયાન,ત્રણ ક્રેબ્સ ચક્ર દરમિયાન).
$4$ પાયરુવિક એસિડના અણુઓ માટે,કુલ $NADH$ $4 \times 4 = 16$ $NADH$ અણુઓ છે.
જો આપણે ફક્ત ક્રેબ્સ ચક્રમાં ઉત્પન્ન થતા $NADH$ ને ધ્યાનમાં લઈએ,તો દરેક પાયરુવિક એસિડ $3$ $NADH$ ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી,$4 \times 3 = 12$ $NADH$ અણુઓ.
દરેક $NADH$ ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $2.5$ $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે. આપેલા વિકલ્પો મુજબ,$18$ એ સાચો જવાબ છે જે ચોક્કસ ચયાપચયના તબક્કાઓ પર આધારિત છે.

(B) સાચો જવાબ $PEP$ (ફોસ્ફોઇનોલપાયરુવેટ) છે.
$PEP$ એ $3$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે જે ગ્લાયકોલિસિસ અને $C_4$ પથમાં ભાગ લે છે.
મેલિક એસિડ,ફ્યુમેરિક એસિડ અને સાઇટ્રિક એસિડ એ $4$ થી $6$ કાર્બન ધરાવતા કાર્બનિક એસિડ છે જે ક્રેબ્સ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) ના મધ્યવર્તી ઘટકો છે.
તેથી,$PEP$ અસંગત છે કારણ કે તે ક્રેબ્સ ચક્રનો ભાગ નથી.

(C) ક્રેબ્સ ચક્ર,જેને $TCA$ ચક્ર અથવા સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સંગ્રહિત ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે તમામ જારક સજીવો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે.
સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં,ક્રેબ્સ ચક્ર કણાભસૂત્રના આધારક (Matrix) માં થાય છે.
આ પ્રતિક્રિયાઓ માટે જરૂરી ઉત્સેચકો આધારકમાં આવેલા હોય છે,સિવાય કે સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ,જે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેથી,ક્રેબ્સ ચક્ર માટેનું સાચું સ્થાન કણાભસૂત્રનું આધારક (Matrix) છે.

(D) ક્રેબ્સ ચક્ર ($TCA$ ચક્ર) માં,પ્રથમ પગલું એસીટાઈલ-CoA $(2C)$ નું ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ સાથે પાણી અને સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં સંઘનન થઈને સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનાવવાનું છે.
તેથી,સાઇટ્રિક એસિડ એ $6C$ સંયોજન છે.
$\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ એ $5C$ સંયોજન છે.
ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ અને મેલિક એસિડ એ $4C$ સંયોજનો છે.

(C) વિધાન $(A)$: $TCA$ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર એસિટિલ ગ્રુપ $(2C)$ નું ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ ($OAA$,$4C$) અને પાણી સાથે સંઘનન થઈ સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનવાથી શરૂ થાય છે. આ પ્રક્રિયા સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે. તેથી,$A$ સાચું છે.
કારણ $(R)$: ક્રેબ્સ ચક્ર સુકોષકેન્દ્રી કોષોના કણાભસૂત્રના આધારકમાં (mitochondrial matrix) થાય છે,કોષરસમાં નહીં. ગ્લાયકોલિસિસ એ પ્રક્રિયા છે જે કોષરસમાં થાય છે. તેથી,$R$ ખોટું છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) ક્રેબ્સ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) માં,$1$ અણુ પાયરુવિક એસિડ સૌ પ્રથમ એસિટિલ-CoA માં રૂપાંતરિત થાય છે. જોકે,પ્રશ્ન ખાસ કરીને પાયરુવિક એસિડના પ્રતિ અણુ દીઠ ચક્ર દરમિયાન મુક્ત થતા ઉત્પાદનો વિશે પૂછે છે.
$1$. ક્રેબ્સ ચક્રમાં $2$ તબક્કે ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે,પરંતુ જો આપણે $1$ પાયરુવેટના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશનને ધ્યાનમાં લઈએ (લિંક પ્રતિક્રિયા સહિત),તો $CO_2$ ના $3$ અણુઓ મુક્ત થાય છે.
$2$. ક્રેબ્સ ચક્રમાં $3$ તબક્કે ડિહાઇડ્રોજનેશન ($2H^+$ અને $2e^-$ નું મુક્ત થવું) થાય છે (આઇસોસાઇટ્રેટથી $\alpha$-કીટોગ્લુટારેટ,$\alpha$-કીટોગ્લુટારેટથી સક્સિનિલ-CoA,અને મેલેટથી ઓક્સાલોએસીટેટ).
$3$. તેથી,$1$ અણુ પાયરુવિક એસિડ માટે,$a = 3$ ($CO_2$ અણુઓ),$b = 3$ (ડિહાઇડ્રોજનેશનના તબક્કા),અને $c = 2$ (પ્રતિ ડિહાઇડ્રોજનેશન તબક્કે ઇલેક્ટ્રોન). આમ,સાચો ક્રમ $3, 3, 2$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા પાયરુવિક એસિડના ઓક્સિડેટિવ ડીકાર્બોક્સિલેશનને દર્શાવે છે,જેને લિંક પ્રતિક્રિયા અથવા સંક્રમણ પ્રતિક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ઉત્સેચક સંકુલ $Pyruvate \text{ } dehydrogenase$ છે.
આ સંકુલમાં $NAD^+$,$CoA$,$Mg^{2+}$,$TPP$ અને $Lipoic \text{ } acid$ સહિતના અનેક સહ-કારકોનો સમાવેશ થાય છે.

(D) કોષીય શ્વસનમાં,ક્રેબ્સ ચક્ર અને લિંક પ્રતિક્રિયાના ઘણા તબક્કાઓ દરમિયાન $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે.
$1$. પાયરુવેટ $\rightarrow$ એસિટિલ કોએન્ઝાઇમ $A$: આ તબક્કામાં પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક સામેલ છે અને તે $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
$2$. આઇસોસાઇટ્રિક એસિડ $\rightarrow$ $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ: આ તબક્કો આઇસોસાઇટ્રેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
$3$. $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ $\rightarrow$ સક્સિનિલ-CoA: આ તબક્કો $\alpha$-કીટોગ્લુટેરેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
$4$. મેલિક એસિડ $\rightarrow$ ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ: આ તબક્કો મેલેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
$5$. સક્સિનિક એસિડ $\rightarrow$ ફ્યુમેરિક એસિડ: આ તબક્કો સક્સિનેટ ડીહાઈડ્રોજનેઝ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં $FAD$ નું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે,$NAD^+$ નું નહીં. તેથી,આ પ્રક્રિયામાં $NAD^+$ નું રિડક્શન થતું નથી.

(B) આને ઉકેલવા માટે,આપણે દરેક સંયોજનમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા ઓળખીએ છીએ:
$(a)$ $4$ $C$ સંયોજન: મેલિક એસિડ $(5)$ એ $4$ કાર્બન ધરાવતું ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
$(b)$ $2$ $C$ સંયોજન: એસિટિલ $CoA$ $(1)$ એ $2$ કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
$(c)$ $5$ $C$ સંયોજન: $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ $(4)$ એ $5$ કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
$(d)$ $3$ $C$ સંયોજન: પાયરુવેટ $(2)$ એ $3$ કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
તેથી,સાચી જોડ છે: $a-5, b-1, c-4, d-2$.

(D) સાઇટ્રિક ઍસિડ ચક્ર,જેને ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે તમામ જારક સજીવો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે. આ ચક્રમાં કાર્બોદિત,ચરબી અને પ્રોટીનમાંથી મેળવેલા એસિટાઇલ-$CoA$ ના ઓક્સિડેશન દ્વારા સંગ્રહિત ઊર્જાને $CO_2$ અને $ATP$ સ્વરૂપે મુક્ત કરવામાં આવે છે.
આ ચક્રમાં,એસિટાઇલ સમૂહનું સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન થઈને $CO_2$ બને છે અને ઇલેક્ટ્રોન $NAD^+$ અને $FAD$ ને સ્થાનાંતરિત થઈને $NADH$ અને $FADH_2$ બનાવે છે.
તેથી,ક્રેબ્સ ચક્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન સહિતની સંપૂર્ણ જારક શ્વસન પ્રક્રિયાની અંતિમ નીપજો $CO_2$ અને $H_2O$ છે.

(A) ક્રેબ્સ ચક્ર,જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર અથવા $TCA$ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સુકોષકેન્દ્રી કોષોના કણાભસૂત્રના આધારકમાં (mitochondrial matrix) થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,એસિટિલ-$CoA$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $CO_2$,$ATP$,$NADH$ અને $FADH_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક ઍસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં,$Succinate$ $dehydrogenase$ ઉત્સેચક સક્સિનિક ઍસિડનું ફ્યુમેરિક ઍસિડમાં ઓક્સિડેશનને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
આ ચોક્કસ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$FAD$ (Flavin Adenine Dinucleotide) ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક તરીકે કાર્ય કરે છે અને તેનું રિડક્શન થઈને $FADH_2$ બને છે.
ક્રેબ્સ ચક્રમાં આ એકમાત્ર એવું પગલું છે જ્યાં $NAD^+$ ને બદલે $FAD$ નો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે થાય છે.
તેથી,સાચું રૂપાંતરણ સક્સિનિક ઍસિડનું ફ્યુમેરિક ઍસિડમાં છે.

(C) ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ $(TCA)$ ચક્ર એ તમામ જારક સજીવો દ્વારા કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીનમાંથી મેળવેલા એસિટાઇલ-$CoA$ ના ઓક્સિડેશન દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને $ATP$ ના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે વપરાતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે. આ ચક્રને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે સાઇટ્રિક એસિડ એ આ પ્રક્રિયામાં બનતું પ્રથમ સ્થાયી મધ્યવર્તી સંયોજન છે. તેને ઘણીવાર હંસ ક્રેબ્સના માનમાં ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,જેમણે આ પથની શોધ કરી હતી. તેથી,ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર અને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર એકબીજાના પર્યાય છે.

(C) $TCA$ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર યુકેરિયોટ્સમાં કણાભસૂત્રીય આધારકમાં થાય છે.
આ ચક્રના મોટાભાગના ઉત્સેચકો દ્રાવ્ય હોય છે અને આધારકમાં જોવા મળે છે.
જોકે, $Succinate dehydrogenase$ ઉત્સેચક એક અપવાદ છે.
તે યુકેરિયોટ્સમાં કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ સાથે જોડાયેલ એક અભિન્ન પટલ પ્રોટીન છે, જ્યાં તે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ ના કોમ્પ્લેક્સ $II$ તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રોકેરિયોટ્સમાં, જેમાં કણાભસૂત્રનો અભાવ હોય છે, આ ઉત્સેચક કોષરસ પટલ સાથે સંકળાયેલ હોય છે અથવા કોષરસમાં જોવા મળે છે.

(D) ક્રેબ્સ ચક્ર (અથવા સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર) ની શરૂઆત એસિટાઇલ $CoA$ $(2C)$ અને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ ના સંઘનનથી થાય છે,જેનાથી સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બને છે.
વિકલ્પ $D$ જણાવે છે કે એસિટાઇલ $CoA$ પાયરુવિક એસિડ સાથે જોડાય છે,જે ખોટું છે.
ચક્રમાં,$NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન ત્રણ તબક્કે થાય છે (આઇસોસાઇટ્રેટથી $\alpha$-કીટોગ્લુટેરેટ,$\alpha$-કીટોગ્લુટેરેટથી સક્સિનાઇલ $CoA$,અને મેલેટથી ઓક્ઝેલોએસેટેટ).
$FAD^+$ નું $FADH_2$ માં રિડક્શન એક તબક્કે થાય છે (સક્સિનેટથી ફ્યુમરેટ).
સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન સક્સિનાઇલ $CoA$ ના સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતરણ દરમિયાન થાય છે,જેમાં $GTP$ (અથવા $ATP$) ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) એસીટાઇલ $CoA$ એ ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્ર વચ્ચેની જોડતી કડી તરીકે કાર્ય કરે છે. સંક્રમણ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન,પાયરુવિક એસિડનું રૂપાંતર એસીટાઇલ $CoA$ માં થાય છે. ત્યારબાદ,એસીટાઇલ $CoA$ એ ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ સાથે જોડાઈને સાઇટ્રિક એસિડ બનાવે છે,જે ક્રેબ્સ ચક્રની શરૂઆત દર્શાવે છે.

(A) $TCA$ ચક્રના તમામ ઓક્સિડેટિવ ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં આવેલા હોય છે,સિવાય કે સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજીનેઝ.
આ ઉત્સેચક સક્સિનિક એસિડનું ફ્યુમેરિક એસિડમાં રૂપાંતર કરવા માટે ઉદ્દીપન કરે છે.
તે એક અભિન્ન પ્રોટીન સંકુલ છે જે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલ સાથે મજબૂતીથી જોડાયેલું હોય છે.
વાસ્તવમાં,જ્યારે કણાભસૂત્રનું અલગીકરણ (fractionation) કરવામાં આવે છે,ત્યારે આ ઉત્સેચક અંતઃપટલ માટેનું મુખ્ય માર્કર ઉત્સેચક ગણાય છે.

(N/A) ક્રેબ્સ ચક્ર,જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર અથવા ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ $(TCA)$ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે તમામ જારક સજીવો દ્વારા કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીનમાંથી મેળવેલા એસિટેટના ઓક્સિડેશન દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ માં ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે.
$1$. આ ચક્રની શરૂઆત એસિટિલ કો-એન્ઝાઇમ $A$ ના $2C$ એસિટિલ ગ્રુપના $4C$ અણુ,ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ સાથેના જોડાણથી થાય છે,જેથી $6C$ સાઇટ્રિક એસિડનો અણુ બને છે.
$2$. ડિકાર્બોક્સિલેશન અને ઓક્સિડેશનની શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા,સાઇટ્રિક એસિડનું રૂપાંતર $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ $(5C)$ માં થાય છે,જેમાં $CO_2$ મુક્ત થાય છે અને $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે.
$3$. $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડનું વધુ ઓક્સિડેશન થઈને સક્સિનિક એસિડ $(4C)$ બને છે,જેમાં વધુ એક $CO_2$ મુક્ત થાય છે અને $NADH + H^+$ ઉત્પન્ન થાય છે. આ તબક્કા દરમિયાન,$GTP$ (અથવા $ATP$) પણ ઉત્પન્ન થાય છે.
$4$. સક્સિનિક એસિડનું ઓક્સિડેશન થઈને મેલિક એસિડ $(4C)$ બને છે,જેમાં $FAD^+$ નું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે.
$5$. અંતે,મેલિક એસિડનું ઓક્સિડેશન થઈને ફરીથી ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ બને છે,જેનાથી શરૂઆતનો અણુ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે અને વધુ એક $NADH + H^+$ ઉત્પન્ન થાય છે,આમ ચક્ર પૂર્ણ થાય છે.

(N/A) $TCA$ ચક્ર એસિટિલ ગ્રુપના ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ અને પાણી સાથેના સંઘનનથી શરૂ થાય છે, જેનાથી સાઇટ્રિક એસિડ બને છે. આ પ્રક્રિયા સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $CoA$ નો એક અણુ મુક્ત થાય છે.
$OAA (4C) + \text{Acetyl } CoA + H_2O \xrightarrow{\text{Citrate synthase}} \text{Citric acid } (6C) + CoA$
ત્યારબાદ સાઇટ્રેટનું આઇસોસાઇટ્રેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
ત્યારબાદ ડિકાર્બોક્સિલેશનના બે ક્રમિક તબક્કાઓ આવે છે, જે $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ અને ત્યારબાદ સક્સિનિલ-$CoA$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$\text{Citric acid} \rightarrow \text{Isocitrate} \rightarrow \alpha\text{-ketoglutaric acid}$
સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રના બાકીના તબક્કાઓ:
સક્સિનિલ-$CoA$ નું ઓક્સિડેશન $OAA$ માં થાય છે, જેથી ચક્ર ચાલુ રહી શકે.
સક્સિનિલ-$CoA$ ના સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતર દરમિયાન, $GTP$ નો એક અણુ સંશ્લેષિત થાય છે. આ સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન છે.
એક યુગ્મિત પ્રક્રિયામાં, $GTP$ નું $GDP$ માં રૂપાંતર થાય છે અને સાથે $ADP$ માંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
$GTP + ADP \rightarrow GDP + ATP$
વધુમાં, ચક્રમાં ત્રણ એવા બિંદુઓ છે જ્યાં $NAD^+$ નું રિડક્શન $NADH + H^+$ માં થાય છે અને એક બિંદુ છે જ્યાં $FAD^+$ નું રિડક્શન $FADH_2$ માં થાય છે. $TCA$ ચક્ર દ્વારા એસિટિલ $CoA$ નું સતત ઓક્સિડેશન કરવા માટે ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડની સતત પૂર્તિ જરૂરી છે.
તે ચક્રનું પ્રથમ સભ્ય છે. આ ઉપરાંત, તેને અનુક્રમે $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી $NAD^+$ અને $FAD$ ના પુનર્જીવનની પણ જરૂર પડે છે.
શ્વસનના આ તબક્કા માટેનું સારાંશ સમીકરણ નીચે મુજબ લખી શકાય:
$\text{Pyruvic acid} + 4NAD^+ + FAD^+ + 2H_2O + ADP + Pi \xrightarrow{\text{Mitochondrial Matrix}} 3CO_2 + 4NADH + 4H^+ + FADH_2 + ATP$
ગ્લુકોઝનું વિઘટન થઈને $CO_2$ અને આઠ અણુઓ $NADH + H^+$ મુક્ત થાય છે; $TCA$ ચક્રમાં માત્ર બે $ATP$ અણુઓ ઉપરાંત બે $FADH_2$ અણુઓનું સંશ્લેષણ થાય છે.

(N/A) $TCA$ ચક્રની શરૂઆત એસિટિલ ગ્રુપના ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ અને પાણી સાથેના સંઘનનથી થાય છે, જેનાથી સાઇટ્રિક એસિડ બને છે. આ પ્રક્રિયા સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $CoA$ નો એક અણુ મુક્ત થાય છે.
$OAA (4C) + \text{Acetyl } CoA + H_2O (2C) \xrightarrow{\text{Citrate synthase}} \text{Citric acid } (6C) + CoA$
ત્યારબાદ સાઇટ્રેટનું આઇસોસાઇટ્રેટમાં રૂપાંતરણ થાય છે.
ત્યારબાદ ડિકાર્બોક્સિલેશનના બે ક્રમિક તબક્કાઓ આવે છે, જે $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ અને પછી સક્સિનિલ-$CoA$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$\text{Citric acid} \rightarrow \text{Isocitrate} \rightarrow \alpha\text{-ketoglutaric acid}$
સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રના બાકીના તબક્કાઓ:
સક્સિનિલ-$CoA$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $OAA$ બને છે, જેથી ચક્ર ચાલુ રહે છે.
સક્સિનિલ-$CoA$ ના સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતરણ દરમિયાન $GTP$ નો એક અણુ સંશ્લેષિત થાય છે. આ સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન છે.
એક યુગ્મિત પ્રક્રિયામાં, $GTP$ નું $GDP$ માં રૂપાંતર થાય છે અને સાથે $ADP$ માંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
$GTP \rightarrow GDP + Pi \rightarrow ADP + Pi \rightarrow ATP$
આ ઉપરાંત, ચક્રમાં ત્રણ એવા બિંદુઓ છે જ્યાં $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે અને એક બિંદુ છે જ્યાં $FAD^+$ નું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે. $TCA$ ચક્ર દ્વારા એસિટિલ $CoA$ ના સતત ઓક્સિડેશન માટે ઓક્સાલોએસેટિક એસિડની સતત પૂર્તિ જરૂરી છે.
તે ચક્રનો પ્રથમ સભ્ય છે. આ ઉપરાંત, તેને અનુક્રમે $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી $NAD^+$ અને $FAD^+$ ના પુનર્જીવનની પણ જરૂર છે.
શ્વસનના આ તબક્કા માટેનું સારાંશ સમીકરણ નીચે મુજબ લખી શકાય:
$\text{Pyruvic acid} + 4NAD^+ + FAD^+ + 2H_2O + ADP + Pi \xrightarrow{\text{Mitochondrial Matrix}} 3CO_2 + 4NADH + 4H^+ + FADH_2 + ATP$
ગ્લુકોઝનું વિઘટન થઈને $CO_2$ મુક્ત થાય છે, અને $TCA$ ચક્રમાં માત્ર બે $ATP$ અણુઓ ઉપરાંત આઠ $NADH + H^+$ અને બે $FADH_2$ અણુઓનું સંશ્લેષણ થાય છે.

(N/A) $TCA$ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
$1$. આ ચક્રની શરૂઆત એસિટિલ ગ્રુપ (એસિટિલ $CoA$ માંથી) અને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ તથા પાણીના સંઘનનથી થાય છે, જેના પરિણામે સાઇટ્રિક એસિડ બને છે. આ પ્રક્રિયા સાઇટ્રેટ સિન્થેસ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે અને $CoA$ નો એક અણુ મુક્ત થાય છે.
$OAA$ $(4C) + \text{Acetyl } CoA (2C) + H_2O \xrightarrow{\text{Citrate synthase}} \text{Citric acid } (6C) + CoA$
$2$. ત્યારબાદ સાઇટ્રેટનું આઇસોસાઇટ્રેટમાં રૂપાંતરણ થાય છે.
$3$. ત્યારબાદ બે ક્રમિક કાર્બોક્સિલેશનના તબક્કા આવે છે, જે $\alpha$-કીટોગ્લુટેરિક એસિડ $(5C)$ અને ત્યારબાદ સક્સિનિલ-$CoA$ $(4C)$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$4$. સક્સિનિલ-$CoA$ નું વિવિધ તબક્કાઓ દ્વારા $OAA$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે, જેથી ચક્ર ચાલુ રહી શકે. સક્સિનિલ-$CoA$ નું સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતરણ દરમિયાન, સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $GTP$ નો એક અણુ સંશ્લેષિત થાય છે. એક યુગ્મિત પ્રક્રિયામાં, $GTP$ નું $GDP$ માં રૂપાંતર થાય છે અને સાથે $ADP$ માંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
$5$. ચક્રમાં ત્રણ એવા બિંદુઓ છે જ્યાં $NAD^+$ નું $NADH + H^+$ માં રિડક્શન થાય છે અને એક બિંદુ છે જ્યાં $FAD^+$ નું $FADH_2$ માં રિડક્શન થાય છે.
$6$. $TCA$ ચક્ર દ્વારા એસિટિલ $CoA$ ના સતત ઓક્સિડેશન માટે ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડની સતત પૂર્તિ અને અનુક્રમે $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી $NAD^+$ અને $FAD^+$ નું પુનઃનિર્માણ જરૂરી છે.
કણાભસૂત્રના આધારકમાં પાયરુવિક એસિડના એક અણુના ઓક્સિડેશન માટેનું સારાંશ સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$\text{Pyruvic acid} + 4NAD^+ + FAD^+ + 2H_2O + ADP + Pi \xrightarrow{\text{Mitochondrial Matrix}} 3CO_2 + 4NADH + 4H^+ + FADH_2 + ATP$

(N/A) $TCA$ ચક્રમાં,સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન સક્સિનિલ-$CoA$ નું સક્સિનિક એસિડમાં રૂપાંતર દરમિયાન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા સક્સિનિલ-$CoA$ સિન્થેટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$GDP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $GTP$ (ગુઆનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) નો એક અણુ બને છે.
$GTP + ADP \rightarrow GDP + ATP$
આ $GTP$ ત્યારબાદ $ATP$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.

(B) $(1)$ જારક શ્વસન દરમિયાન,ગ્લુકોઝના એક અણુના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશનથી $38$ $ATP$ અણુઓ (પ્રોકેરિયોટ્સમાં) અથવા $36$ $ATP$ અણુઓ (યુકેરિયોટ્સમાં શટલ ખર્ચને કારણે) પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રમાણભૂત પાઠ્યપુસ્તકના સંદર્ભમાં,$38$ $ATP$ એ સૈદ્ધાંતિક મહત્તમ સંખ્યા છે.
$(2)$ ક્રેબ્સ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) માટે જરૂરી ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં આવેલા હોય છે,જ્યાં આ પ્રક્રિયાઓ થાય છે.

(C) સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર (ક્રેબ્સ ચક્ર) માં,સબસ્ટ્રેટ લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન સક્સિનિલ-CoA ના સક્સિનેટમાં રૂપાંતર દરમિયાન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા સક્સિનિલ-CoA સિન્થેટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
આ તબક્કા દરમિયાન,$GDP$ (અથવા $ADP$) નો એક અણુ ફોસ્ફોરાયલેટ થઈને $GTP$ (અથવા $ATP$) બનાવે છે.
તેથી,સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રના દરેક ચક્રમાં બરાબર એક સબસ્ટ્રેટ લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.

(B) સિટ્રિક એસિડ ચક્ર (જેને ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓની શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે.
સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન સક્સિનિલ-$CoA$ નું સક્સિનેટમાં રૂપાંતર દરમિયાન થાય છે.
આ તબક્કે,સક્સિનિલ-$CoA$ સિન્થેટેઝ ઉત્સેચક પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે,જેમાં $GDP$ (અથવા $ADP$) નું ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને $GTP$ (અથવા $ATP$) બને છે.
ચક્રના આ એકમાત્ર તબક્કામાં સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનું ફોસ્ફોરાયલેશન થતું હોવાથી,જવાબ ચક્રના દરેક ચક્ર દીઠ $1$ છે.

(A) લિંક પ્રતિક્રિયા દરમિયાન,પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ સંકુલની મદદથી પાયરુવિક એસિડનું એસિટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતર થાય છે.
આ રૂપાંતરણ માટે,પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ સંકુલને મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$,કોએન્ઝાઇમ $A$ $(CoA)$,$NAD^+$,થાઈમીન પાયરોફોસ્ફેટ $(TPP)$ અને લિપોઈક એસિડ જેવા સહકારકોની જરૂર પડે છે.

(A) કોષમાં ઉર્જાના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રનું વર્ણન હંસ ક્રેબ્સ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. તેથી,$TCA$ ચક્રને ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ક્રેબ્સ ચક્રમાં,એસીટાઈલ $Co-A$ $(2C)$ નો એસીટાઈલ સમૂહ સાઇટ્રેટ સિન્થેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં ઓક્ઝેલોએસીટીક એસિડ $(4C)$ સાથે જોડાઈને સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનાવે છે,જેને સાઇટ્રેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
આ ક્રેબ્સ ચક્રનું પ્રથમ પગલું છે,જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) પાયરુવિક એસિડનું $CO_{2}$ અને $H_{2}O$ માં સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દ્વારા થાય છે,જેને ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ $(TCA)$ ચક્ર અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,એસિટિલ-$CoA$ નો એસિટિલ સમૂહ કણાભસૂત્રના આધારકમાં સંપૂર્ણપણે $CO_{2}$ અને $H_{2}O$ માં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.

(C) સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં,ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ $(TCA)$ ચક્ર અથવા ક્રેબ્સ ચક્રની તમામ પ્રતિક્રિયાઓ કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
આનું કારણ એ છે કે આ ચક્રના તમામ ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં જોવા મળે છે,સિવાય કે સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ,જે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં સ્થિત હોય છે.
આદિકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં,ક્રેબ્સ ચક્ર કોષરસમાં થાય છે.

(A) ઓક્સિડેટિવ ડીકાર્બોક્સિલેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં ગ્લાયકોલિસિસની અંતિમ નીપજ એવા $3$-કાર્બન ધરાવતા પાયરુવિક એસિડનું $2$-કાર્બન ધરાવતા એસિટાઇલ-$CoA$ અણુમાં રૂપાંતર થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,એક કાર્બન પરમાણુ $CO_2$ તરીકે મુક્ત થાય છે (ડીકાર્બોક્સિલેશન) અને તે જ સમયે પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ ઉત્સેચક સંકુલ દ્વારા અણુનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
તેથી,પાયરુવિક એસિડનું ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને એસિટાઇલ-$CoA$ બને છે.

(B) લિંક પ્રક્રિયા,જેને સંક્રમણ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે ગ્લાયકોલિસિસને ક્રેબ્સ ચક્ર સાથે જોડે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ગ્લાયકોલિસિસમાં કોષરસમાં ઉત્પન્ન થયેલ પાયરુવિક એસિડ કણાભસૂત્રના આધારકમાં પ્રવેશે છે.
અહીં,તે ઉત્સેચક સંકુલ $Pyruvate \text{ } Dehydrogenase$,$NAD^+$ અને $Coenzyme-A$ ની હાજરીમાં ઓક્સિડેટિવ ડિકાર્બોક્સિલેશનની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે: $Pyruvic \text{ } acid + NAD^+ + CoA \xrightarrow{Pyruvate \text{ } Dehydrogenase} Acetyl \text{ } CoA + CO_2 + NADH + H^+$.
તેથી,$Pyruvate \text{ } Dehydrogenase$ ને લિંક ઉત્સેચક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) જો ઓક્સિજન ઉપલબ્ધ ન હોય,તો પાયરુવિક એસિડ અજારક શ્વસન/આથવણની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે,પરંતુ જારક પરિસ્થિતિમાં,પાયરુવિક એસિડ કણાભસૂત્રમાં પ્રવેશે છે અને એસીટાઇલ Co-$A$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
એસીટાઇલ Co-$A$ એ ક્રેબ્સ ચક્ર માટે સબસ્ટ્રેટ તરીકે કાર્ય કરે છે,તેથી તે ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્ર વચ્ચેની જોડતી કડી તરીકે કાર્ય કરે છે.
ગ્લાયકોલિસિસ એ ઉત્સેચક-મધ્યસ્થી પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા ગ્લુકોઝ (હેક્સોઝ શર્કરા) ના બે પાયરુવિક એસિડના અણુઓમાં વિઘટનની પ્રક્રિયા છે.
તે કોષરસમાં થાય છે અને જારક અને અજારક બંને પ્રકારના શ્વસનમાં સામાન્ય છે.
ગ્લાયકોલિસિસનું અંતિમ ઉત્પાદન પાયરુવિક એસિડ છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્રમાં,મોટાભાગના ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં આવેલા હોય છે. જોકે,સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક,જે સક્સિનિક એસિડનું ફ્યુમેરિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરે છે,તે એક અપવાદ છે. તે આધારકમાં મુક્ત હોવાને બદલે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં જડાયેલું હોય છે.

(B) ક્રેબ્સ ચક્ર,જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે જારક શ્વસન દરમિયાન કણાભસૂત્રના આધારકમાં (matrix) થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં પાયરુવિક એસિડ ઉત્પન્ન થાય છે,જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશતા પહેલા એસિટિલ Co-$A$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્ર વચ્ચેની જોડતી કડી એસિટિલ Co-$A$ છે,મેલિક એસિડ નથી.
આ ચક્ર ત્યારે શરૂ થાય છે જ્યારે એસિટિલ Co-$A$ $(2C)$ ઓક્સાલોએસેટિક એસિડ $(4C)$ સાથે જોડાઈને સાઇટ્રિક એસિડ $(6C)$ બનાવે છે.
આમ,મેલિક એસિડ જોડતી કડી છે તે વિધાન ખોટું છે.