Energía, catálisis y biosíntesis

Dra. Sara Alvarez

¿Qué es el metabolismo? La suma de todas las reacciones

químicas que son necesarias para sobrevivir, crecer y reproducirse

Dos reacciones químicas opuestas CatabolismoDegradan los nutrientes en moléculas más pequeñas que genera energía útil y componentes necesarios para la célula

AnabolismoUtilizan la energía generada por el catabolismo para la síntesis de moléculas que forman la célula

Ley de la termodinámica 1º)La Energía se puede transformar

pero no se crea ni se destruye. 2º) El grado de desorden sólo tiende a

aumentar La medida de desorden se llama entropía

La célula utiliza la energía para generar orden dentro de sí misma

¿Cómo se incorpora la energía solar al mundo viviente?

FOTOSíNTESIS!!

Energía luminosa + CO2 + H2O

Energía calórica + O2 + azúcares

Obtención de E por oxidación de moléculas orgánicas

Oxidación: perdida de H+

Reducción: ganacia de H+

RespiraciónAzúcares + O2

H2O + CO2 +ATP

Energía libre y catálisis Para crecer y dividirse la célula, las

enzimas deben catalizar reacciones energéticamente desfavorables

Las enzimas disminuyen las barreras que bloquean las reacciones químicas

Las enzimas disminuyen las barreras que bloquean las reacciones químicas

Papel y fuego

Cuando el papel se quema, su E química se disipa en forma de calor = liberación de energía libre (es decir la E que se puede aprovechar para impulsar reacciones libres)

Energía de activación Una molécula necesita un refuerzo que

supere la barrera energética (que la lleve a un estado energético inferior, más estable) antes de la reacción: el libro no consume espontáneamente en las llamas. Este refuerzo es la energía de activación (calor del fósforo encendido).

Energía libre

El desorden se incrementa cuando la E útil que puede aprovecharse para realizar trabajos, se disipa en forma de calor. El cambio de energía libre “delta G” = grado de desorden.

Las reacciones favorables son las que generan desorden disminuyendo la E libre (delta G = negativo): sal en agua

Delta positivo: unión de dos aminoácidos (orden)

Equilibrio

Las reacciones químicas prosiguen hasta que alcanzan el equilibrio (Velocidad anterograda = V. inversa)

Mantener orden en una célula necesita aporte continuo de Energía (toman nutrientes y eliminan desechos)

Célula con sus reacciones en equilibrio = Célula muerta.

Leer página 94 y 95

La unión rápida, explorando el espacio intracelular con mucha eficiencia (por difusión)

Moléculas transportadoras activadas y biosíntesis

La E liberada por la oxidación debe ser primero almacenada (normalmente en energía en enlace químico en moléculas transportadoras activadas, que contienen uno o más enlaces covalentes ricos en E).

Se transportan con rapidez a través de la célula, desde donde se genera la E hasta donde se utiliza para biosíntesis u otras actividades celulares

Biografía Alberts et. al. (2011). Introducción a la

Biología Celular. 3ªed. Cap. 3 (pp. 81-117). Editorial medica panamericana. México D.F