Bioenergética

1. • Dra. Melba Fernández Rojas
•Bioenergética
Bioquímica

2. OBJETIVOS
 Enunciar la primera y segunda
leyes de la termodinámica, y
entender cómo se aplican a
sistemas biológicos.
 Explicar qué significan los
términos energía libre, entropía,
entalpía, exergónico y
endergónico.
 Apreciar cómo las reacciones que
son endergónicas pueden ser
impulsadas por acoplamiento a
las que son exergónicas en
sistemas biológicos.
 Entender la función de fosfatos
de alta energía, ATP y otros
nucleótido trifosfatos en la
transferencia de energía libre
desde procesos exergónicos hacia
endergónicos, lo que les permite
actuar como la “moneda de
energía” de las células

3. BIOENERGÉTICA
Estudia la relación entre los cambios físicos y
químicos de los sistemas y la energía que
acompaña a dichos cambios, permite
establecer las leyes que gobiernan cualquier
reacción química
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
TERMODINÁMICA
BIOQUÍMICA
permite entender los
procesos en los que hay
aporte o desprendimiento
de energía, fundamental
para el desarrollo de dicho
ser vivo

4. Los sistemas
biológicos son
isotérmicos y usan
energía para
impulsar los
procesos vivos.
La muerte por
inanición ocurre al
agotarse las
reservas de energía
disponibles.
El almacenamiento
excesivo de energía
produce obesidad,
enfermedades
cardiovasculares,
diabetes.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

5. Q.F.B Melba Fernández
Bioquímica

6. • Las hormonas tiroideas
controlan el índice
metabólico (índice de
liberación de energía) y
sobreviene enfermedad
cuando funcionan mal.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

7. entalpía (contenido total de calor) 1era. Ley
entropía (desorden) 2da. Ley
energía libre (energía disponible para realizar un
trabajo químico)
Es útil en la determinación de la dirección y la cuantía a
la que se producen las reacciones bioquímicas.
Estas reacciones están
afectadas por 3 factores:

8. • De acuerdo con la
definición de
Termodinámica, un
sistema es la parte del
Universo objeto de
estudio, y todo lo que no
es el sistema se
denomina entorno o
alrededores
● Abierto la materia y la energía se
intercambia con su entorno.
● Cerrado Si sólo puede intercambiarse
energía con el entorno.
● Aislado No puede intercambiar energía ni
materia con su entorno

9. LEYES DE LA TERMODINAMICA
Eléctrica en luminosa
cinética

10. La segunda ley de la
termodinámica……
Establece que la entropía total de un sistema debe
aumentar si un proceso se produce
espontáneamente.

11. Bioquímica

12. El cambio de Gibbs ( G) en energía libre
es la porción del cambio de energía total en un
sistema para desempeñar un trabajo.
Llamado Energía útil o Potencial Químico
Ruptura del ATP relacionada con la diferencia
en los niveles de energía entre productos y
sustratos de una reacción bioquimica
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

13. Si es positivo, hay ganancia de energía, es una reacción
endergónica
Si es negativo, hay una liberación de energía, es una
reacción exergónica. Se usan como medios de regulación
de las diferentes vías metabólicas. Son irreversibles.
Si es cero, el sistema se encuentra en equilibrio
En un sistema bioquímico, una enzima sólo
acelera el logro del equilibrio; no altera las
concentraciones finales de los reactivos
Recordemos que…..

15. • Los procesos vitales, por
ejemplo, contracción
muscular, conducción de
impulsos nerviosos y
transporte activo,
obtienen energía por
enlace químico, o
acoplamiento, a
reacciones oxidativas.

17. Procesos endergónicos  exergónicos
Reacción
exergónica
(exotérmica)
CATABOLISMO
Reacción
endergónica
(endotérmica)
ANABOLISMO
Bioquímica
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

18. • Proporcionan una base para el
concepto de
, el proceso que
evita que un organismo se
consuma fuera de control.
• Las reacciones de
deshidrogenación, que están
acopladas a hidrogenaciones
por medio de un acarreador
intermedio, proporcionan una
extensión del concepto de
acoplamiento.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

19. LOS FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA
DESEMPEÑAN UN PAPEL CENTRAL EN
LA CAPTURA Y TRANSFERENCIA DE
ENERGÍA

20. Tiene una función fundamental en
la transferencia de energía libre
desde los procesos exergónicos
hacia los endergónicos
Nucleósido de adenosina (adenina
ligada a ribosa) y tres grupos
fosfato.
La importancia de los fosfatos en el
metabolismo intermediario se hizo
evidente con el descubrimiento de la
función del ATP, difosfato de adenosina
(ADP) y fosfato inorgánico (Pi) en la
glucólisis
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
ATP

21. • El principal
intermediario de
alta energía es el
ATP, encargado de
evitar un consumo
excesivo de algún
producto.
Transduce energía
desde una amplia
gama de reacciones
endergónicas.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

22. El valor de la
hidrólisis del
fosfato terminal
del ATP, divide a
los fosfatos en
dos grupos:
Fosfatos de baja
energía
Son fosfatos
éster con valores
menores del ATP
Fosfatos de alta
energía
El valor es mayor
que ATP y son
anhídridos, como el
1 fosfato del 1,3 –
bisfosfoglicerato;
enolfosfatos como
el
fosfoenolpiruvato; y
son fosfoguanidinas
como la creatina
fosfato y arginina
fosfato.

24. Indica que el grupo fijo al enlace al
momento de la transferencia hacia un
aceptor, lo que propicia a la transferencia
de más energía libre.
También es llamado
potencial de transferencia de grupo
El ATP contiene dos fosfatos de alta
energía y el ADP sólo uno, mientras que el
AMP es de baja energía
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

27. • Fosforilación
oxidativa: en
organismos
aerobios.
Proviene de la
oxidación de la
cadena
respiratoria
usando oxígeno
en las
mitocondrias.
FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA
• Formándose un
ATP a nivel
sustrato e el paso
de succinil-CoA a
succinato por
medio de succinil
CoA tiocinasa
Hay tres fuentes principales que
proveen enlaces de alta energía
para la captación o conservación
de la misma
• Ciclo de Embden
Meyerhoff. Por la
formación de dos
moléculas de ATP
a nivel sustrato
catalizada por
fosfoglicerato
cinasa y la
piruvato cinasa
GLUCÓLISIS
CICLO KREBS

29. Fosfágenos
Actúan como formas de almacenamiento
de fosfato de alta energía:
Creatina fosfato: en el músculo estriado,
corazón, espermatozoides y cerebro.
Arginina fosfato: en el músculo de
invertebrados

30. El ATP permite el acoplamiento
de reacciones
termodinámicamente
desfavorables a reacciones
termodinámicamente favorables
• Las reacciones
endergónicas no
pueden proceder sin
un ingreso de
energía libre. Por
ejemplo, la
fosforilación de
glucosa a glucosa 6-
fosfato, la primera
reacción de la
glucólisis
para que tenga lugar, la reacción debe
acoplarse con otra más exergónica, tal como
la hidrólisis del fosfato terminal de ATP.

31. Adenilil
cinasa
También llamada miocinasa, interconvierte
nucleótidos de adenina, catalizando:
ATP + AMP 2 ADP
• Permite que:
El fosfato de alta energía del ADP se use en la síntesis
de ATP
El AMP se recupere mediante a refosforilación hacia
ADP
-Aumente la concentración de AMP y PPi al agotarse
el ATP sobre todo en la activación de ácidos graso de
cadena larga

32. Cuando el ATP forma AMP, se
produce pirofosfato
inorgánico (PPi)
• El ATP también puede hidrolizarse de manera directa
hacia AMP, con la liberación de PPi Esto sucede, por
ejemplo, en la activación de ácidos grasos de cadena
larga

33. Participan en
la
transferencia
de fosfatos
de alta
energía. Se forman
mediante la
nucleósido
difosfato cinasa
sobre
dinucleótidos
Son: UTP
(uridin
trifosfato),
GTP
(guanosin
trifosfato) y
CTP
citidintrifosfato