Transferencia de energía en los sistemas vivos

Profesora Andrea Soto García

Capacidad de Generar Trabajo.

Cualquier cambio en el estado o el movimiento de materia.

La unidad es Joule. (J)

Kilocalorías K/cal.

1 Kilocalorías ………. 4.184KJ.

“Dos leyes de la termodinámica rigen las trasformaciones de Energía”

Es el estudio de la Eº y sus trasformaciones Sistemas: es el objeto que se estudia. Sistema Cerrado=no intercambia Energía o materia. Sistema Abierto= Intercambia materia y energía con sus

alrededor.

1Ley = La energía no se crea ni destruye, pero puede cambiar de una forma a otra.

Según esta ley los organismos no pueden crear la energía para vivir en cambio tendrán que capturar la energía del a ambiente.

En cada cambio de energía un Porcentaje de ella se convierte en calor, que pasa a los alrededores más fríos, esta energía no podrá ser utilizada nuevamente para realizar trabajo biológico.

“ Segunda ley de la termodinámica”

Cuando la energía se convierte de una forma a otra, algo de energía utilizable, se degrada a una forma menos útil (calor) que se dispersa en los alrededores

La cantidad total de energía en el universo NO DISMINUYE con el tiempo, pero la energía disponible para realizar el trabajo, está degradándose a una energía menos utilizable, disponible para realizar trabajo.

Las formas de energía menos utilizables, son mas difusas o desorganizadas.

La entropía (S) es una medida de este desorden: la energía ordenada y utilizable tiene una baja entropía

El Calor tiene una alta entropía

Las reacciones químicas que ocurren en un organismo, en su totalidad se les denomina METABOLISMO.

El metabolismo se clasifica en :

o Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias sencillas

o Catabolismo: Degradación de moléculas complejas en estructuras simples.

METABOLISMO:

Ejemplos de Reacciones Anabólicas Glucógenogénesis: Formación de glucógeno en la célula animal, a

partir de glucosa y de ATP Gluconeogénesis: Formación de glucosa a partir de ac. pirú vico Biosíntesis de Ac. Grasos, y triglicéridos Biosíntesis de Nucleótidos.

Ejemplos de reacciones Catabolicas Glucógenolisis: Degradación del glucógeno liberando glucosas Glucolisis: Degradación de la glucosa en dos moléculas de ac.

Pirúvico con la formación de dos moléculas de ATP Fermentaciones: Proceso de obtención de energía , mediante

reacciones de oxidación - reducción , en el que no intervienen complejos enzimáticos transportadores de electrones. El aceptor final de los electrones es una molécula orgánica

Los enlaces tienen energía de enlaces.Es la energía necesaria apara romperlos.

La energía de Enlace es EQUIVALENTE a la energía potencial total del Sistema

[ENTALPIA (H) ]

L a energía disponible para generar trabajo se llama : Energía Libre (G)

La entropía y la E. libre son inversamente proporcionales.

G= H –TS

G: Energía libre

H: Entalpia

T: temperatura en K

S: Entropía

Si suponemos que esta ultima es 0, la energía libre es simplemente igual a la energía potencial total ( Entalpia), un aumento de entropía reduce

el aumento de energía libre

EXERGONICA: libera energía y es espontanea, pero no necesariamente ocurre con rapidez.

ENDERGONICAS: En las que existe una ganancia de energía libre, requieren de mecanismos que “impulsen “ estas reacciones.

ES un nucleótido

1. Una ADENINA

2. Una base orgánica que contiene nitrógeno

3. 1 Ribosa

4. Tres grupos fosfatos.

Corresponde a una moneda energética donde se guarda la energía en una célula

Grupo de proteínas muy especializado Actúan de catalizadores en los procesos metabólicos que tienen

lugar en los seres vivos Son proteínas globulares Solubles en agua Difunden bien en los líquidos orgánicos Actúan intracelular (donde se forman) y extracelular(donde se

segregan) PRESENTAN GRAN ESPECIFICIDAD FAVORECEN LA RAPIDEZ DE LA REACCIÓN NO SE ALTERAN EN EL TRANSCURSO DE LA REACCIÓN

Se pueden distinguir dos grupos de Enzimas:

1. Formados por proteinas exclusivamente

2. Formados por una parte proteica y otra no proteica

HOLOENZIMAS = APOENZIMA + COFACTOR (Iones) y/o COENZIMA (Molécula orgánica)

PARTE PROTEICA

ÁÁ ESTRUCTURALES Constituyen la estructura general del enzima

CENTRO ACTIVO:

ÁÁ DE FIJACIÓN Establecen enlaces débiles con el sustrato

ÁÁ CATALIZADORES Se unen al sustrato mediante enlaces fuertes, debilitando su estructura molecular

PARTE NO PROTEICA

ELEMENTOS METÁLICOS (oligoelementos)

MOLÉCULAS ORGÁNICAS

◦ 1. ADENOSÍN FOSFATO AMP / ADP/ ATP

◦ 2. PIRIDIN NUCLEÓTIDOS NAD / NADP (Derivado de Vit B5)

◦ 3. FLAVIN NUCLEÓTIDOS FAD / FMN (Derivado de Vit B2)

◦ 4. COENZIMA A (Derivado de Vit B3)

◦ 5. PIROFOSFATO DE TIAMINA (Derivado de Vit B1)

◦ 6. FERROPORFIRINAS

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

1. pH

2. Temperatura

3. Presencia o ausencia de efectores.

Efectores + Activadores

Efectores - Inhibidores

OXIDORREDUCTASAS. Procesos de óxido reducción RED – OX

Las deshidrogenasas, que tienen como coenzimas los nucleótidos FAD, FMN, NAD, NADP

2. TRANSFERASAS. Transferencia de grupos

Las transaminasas que transfieren grupos amino, las transglucosidasas que transfieren unidades de monosacáridos

3. HIDROLASAS. Rotura de enlace con incorporación de agua

lipasas, fosfatasas, maltasa, sacarasa, amilasa, tripsina, pepsina, nucleosidasas

ISOMERASAS. Reacciones que reordenan la molécula. La fosfoglucoisomerasa que transforma la glucosa 6-P en fructosa 6-P, epimerasas..

LIGASAS O SINTETASAS. Reacciones de síntesis de moléculas con aporte acoplado de ATP .

http://biomodel.uah.es/biomodelmisc/anim/enz/conform.html

Algunas enzimas tiene un sitio diferente al sitio activo, se encuentra en otra ubicación y se denomina sitio alostérico.

Las sustancias que se unen a estos sitios, pueden ser inhibidores o activadores, de l acción enzimática

http://biomodel.uah.es/biomodel misc/anim/enz/aloster.html

1 Qué entendieron por metabolismo.

2. Cómo se clasifica el metabolismo, señala un ejemplo gráfico para cada clasificación

3. Qué es Energía y que relación existe con La Entalpia y la entropía.

4. Qué es la energía disponible y para que sirve.

5. Señalen un ejemplo de sistema cerrado y abierto.

6. Cómo se relacionan las leyes de la termodinámica. Ejemplifica utilizando un organismo.

7. Busca a lo menos dos ejemplos para reacciones exergónicas y endergónicas.

8.Explica el siguiente esquema