seminario ii - bioquimica ii
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UNIVERSIDAD SANTA MARIA
FACULTAD DE FARMACIA
6To SEMESTRE SECCION “B”
CÁTEDRA: BIOQUÍMICA II.
PROFESORA: ANA MARIA CAMERO.
Leyes Termodinámicas: Interpretación y aplicación en
sistemas vivientes.
En los seres vivos, las conversiones energéticas están
gobernadas por las leyes de la termodinámica, éstas estudian la
conversión de una forma de energía en otra.
Primera Ley de la Termodinámica.
Dice que "La energía del
Universo permanece constante". Los seres
vivos son sistemas abiertos que transfieren
materia y energía con el ambiente. Cuando
en un ser vivo ocurre un proceso
determinado, la energía que se pierde o se
disipa es igual a la que gana el ambiente.
Establece que la variación de la Energía
interna de un sistema es igual a la suma de
la energía transferida en forma de calor y
la energía transferida en forma de trabajo.
Ejemplo
En una noche de verano, por ejemplo,
una luciérnaga convierte la energía
química en energía cinética, en calor,
en destellos de luz y en impulsos
eléctricos que se desplazan a lo largo
de los nervios de su cuerpo.
Segunda Ley de la Termodinámica.
Expresa que “La entropía del Universo tiende a un
máximo" es decir, incrementarse en el tiempo. Esto significa que
los procesos naturales espontáneos ocurren siempre en una misma
dirección: la que conduce a un aumento de la entropía.
Tercera Ley de la Termodinámica
Está afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto. La
tercera ley indica que la entropía de una sustancia en el cero
absoluto es nula. Por consiguiente, provee de un punto de
referencia para la determinación de la entropía.
Energía Libre
“ La energía libre termodinámica es la cantidad de trabajo que un
sistema termodinámico puede realizar.”
La energía libre es aquella porción de cualquier energía de la primera
ley que está disponible para realizar trabajo termodinámico, es decir, el trabajo
por medio de energía térmica.
Las funciones de energía libre son
transformadas de Legendre (cada una
de sus primeras derivadas son función
inversa de la otra) de la energía
interna.
La Energía Libre de Gibbs.
Es la más útil ya que además de incluir
todo cambio de entropía producto del
calor, hace lo mismo por el trabajo
requerido para "dejar espacio para
moléculas adicionales" producidas como
consecuencia de diversos procesos.
G = H - TS, H = U + pV
La Energía Libre de Helmholt.
Mide el trabajo obtenible en un sistema
cerrado en condiciones de temperatura
constante. No depende del proceso
sufrido, sino del estado final e inicial del
sistema.
Reacciones Exergónicas.
Es una reacción química donde la
variación de la energía libre de Gibbs es
negativa, esto nos indica la dirección que la
reacción seguirá. A temperatura y presión
constantes una reacción exergónica se define
con la condición:
Que describe una reacción química que
libera energía en forma de calor.
Son una forma de procesos
espontáneos, pero esto no significa que la
reacción transcurrirá sin ninguna limitación o
problema.
Reacciones Endergónicas:
Es una reacción química en donde el incremento de a energía libre
de Gibbs estándar debe ser positivo, Bajo condiciones de temperatura y
presión constantes.
describe una reacción química que consume energía en forma de
calor.
La constante de equilibrio de la reacción está relacionado a ΔG por la
relación:
ΔG entonces implica: de modo que a partir de las cantidades de
estequiométricas una reacción se movería hacia la izquierda del equilibrio, y
no a la derecha.
Acoplamiento de Reacciones Bioquímicas.
Muchos procesos bioquímicos Endergónicas se realizan gracias al
acoplamiento a reacciones Exergónicas.
El acoplamiento de las reacciones Endergónicas y Exergónicas está
mediado por intermediarios de alta energía. Los compuestos ricos
en energía:
• Liberan energía mediante hidrólisis y transferencia de grupo
(rotura de enlace rico en energía).
• Transfieren la energía en una sola reacción.
• Son aquellos que ceden una energía >25 kJ/mol (potencial de
transferencia de grupo).
Se dice que los enlaces fosfoanhídridos del ATP son de alta energía
(ricoenergéticos) en el sentido del que liberan gran cantidad de energía
cuando se rompen.
El acoplamiento de reacciones, a la hidrólisis del ATP, consiste
muchas veces en la transferencia del grupo fosforilo.
Relaciones de los Cambios de Energía Libre con el Potencial Redox
Estándar, y con la Constante de Equilibrio
Potencial Redox Estándar.
Los potenciales estándares de reducción de varios pares pueden
ser listados cuantitativamente, desde los valores más negativos de Eo hasta
los más positivos.
Constante de Equilibrio.
La ley del equilibrio químico impone una condición a las sustancias
que se encuentran en el sistema. Dichas sustancias reaccionarán en un sentido o
en el inverso hasta que las concentraciones sean adecuadas para que se cumpla
la condición de equilibrio.
ΔG° = -RT ln K
Caso 1: La constante K es mayor que 1, por lo que ΔG es negativo.
Caso 2: La constante K = 1, por lo que ΔG es cero.
Caso 3: La constante K es menor que 1, por lo que ΔG es positivo.
El cambio de energía libre a las concentraciones arbitrarias definidas por Q está
dado por: ΔG = ΔGº + RT ln Q
GRACIAS POR SU ATENCIÓN