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BIOENERGETICA
BIOENERGETICA
Estudio de las transformaciones
energéticas que acompañan a
las reacciones bioquímicas,
(reacciones químicas en los sistemas
vivos).
Potenciales
Eléctricos
Síntesis
Producción de Luz
Actividades
Mecánicas
Gradientes
Concentración
Liberación
de Calor
TERMODINAMICA
 Todo en el Universo está regido por las Leyes de
Termodinámica que son las leyes que rigen los
cambios en energía
Primera Ley de Termodinámica
–Ley de Conservación de Energía –
• La energía puede cambiar de una forma a otra (transformarse)
o transferirse, pero la cantidad TOTAL de energía nunca
cambia.
• La energía no se crea ni se destruye.
Los organismos vivos deben capturar energía
de su ambiente porque no la pueden crear
y la cambian a otras formas que puedan
utilizar para hacer trabajo.
EJEMPLOS
calor
Segunda Ley de Termodinámica
 La tendencia en el Universo es hacia un aumento
en la entropía:
 grado de desorden en el Universo.
 Todo tiende al equilibrio..
ENTROPIA EN LOS ORGANISMOS
VIVOS
 Los organismos vivos son altamente
organizados
 para poder mantener un estado de baja
entropía, requieren energía.
 Cuando un organismo vivo no puede
obtener esa energía, se desorganiza y
muere.
Sistemas abiertos y cerrados
La célula es un sistema abierto
porque intercambia energía con su
medio o con el entorno.
Los sistemas cerrados no
intercambian materia o energìa con
el entorno. Alcanzan el equilibrio.
ENERGÍA LIBRE (G)
(J.Willard Gibbs )
Energía disponible para efectuar un trabajo.
Es la energía útil.
CAMBIO DE ENERGÌA LIBRE: (ΔG)
 Es el cambio de energía libre que ocurre
durante un proceso.
 Puede ser positiva o negativa
CAMBIO DE ENERGÍA LIBRE ESTÁNDAR
(ΔGº):
Describe los cambios de energía libre cuando un mol
de cada reactante se convierte en un mol de
producto bajo condiciones estándar:
• 25ºC,
• 1 Atm de presión
• reactantes y productos a concentración de
1.0 M
• pH 7
CONSTANTE DE EQUILIBRIO ó Keq
• proporción predecible entre concentración de
productos y concentración de reactantes.
• La Keq permite PREDECIR la dirección
favorecida de una reacción
R
E
A
C
T
I
V
O
S
P
R
O
D
U
C
T
O
S
TIPOS DE REACCIONES
EXERGÒNICAS Y ENDERGÒNICAS
EXERGÓNICA
• Si la energía química de los reactivos es mayor
que la de los productos
• produce o libera energía
• es favorable termodinámicamente
• ocurre espontáneamente
• el valor ΔG es NEGATIVO (<0)
• Keq >1
A
B+C
 REACTIVOS: A(5)
 PRODUCTOS: B (1) – C(2)
5
1+2
CAMBIO DE ENERGÌA
-2
ENDERGÓNICA
• Si la energía química de los reactivos es menor
que la de los productos.
• requiere energía
• es desfavorable termodinámicamente,
• no es espontánea
• el valor ΔG es POSITIVO (>0)
• Keq <1
A
B+C
 REACTIVOS: B= 1 C=2
+2
 PRODUCTOS: A= 5
1+2
5
METABOLISMO
Es el conjunto de todas las reacciones que ocurren en
la célula o en el organismo.
ANABOLISMO
METABOLISMO
CATABOLISMO
EXERGONICA
S
Se
formarán
productos
más
simples
ENERGÍA
Reacciones de
degradación
PRODUCTOS
REACCIONES
CATABOLISMO
Se libera
energìa
Con la
energía
liberada se
obtiene ATP
ANABOLISMO
 Reacciones de sìntesis.
(endergònicas)
 Con molèculas simples se
forman molèculas complejas.
 Requiere gasto de energía
 impulsado por el ATP
obtenido en el catabolismo
INTERCAMBIO
DE ENERGÍA
Intercambio de
grupos fosfato
Reacciones
Redox
Reacciones
acopladas
ATP, GTP
NAD, FAD,
NADP
Exergónicaendergónica
INTERCAMBIO DE GRUPO FOSFORILO
El ATP (Adenosín Trifosfato) es la
molécula que interviene en todas las
transacciones de energía libre que se
llevan a cabo en las células
por ello se la califica como "moneda
universal de energía".
USO DEL ATP
Nucleotido de ribosa, adenina y 3
fosfatos. ATP
INTERCAMBIO DE ELECTRONES
La transferencia de energía se puede dar por
reacciones que involucran ganancia o pérdida de
electrones.
Se conocen como reacciones REDOX.
los transportadores principales de electrones que
aceptan al hidrógeno son:
El NAD (nicotidaminadenindinucleótido),NADH
NADP(nicotidaminadenindinucleótidofosfato) y
NADPH
FAD (flavinadenindinucléotido) FADH
REACCIONES ACOPLADAS
 Se llaman asì cuando una reacciòn
exergònica ocurre al mismo tiempo que una
endergònica
 Son catalizadas por la misma enzima
 La energìa que se libera en una reacciòn se
aprovecha para realizar la otra.