3. La bioenergética es el estudio de las
transformaciones de energía que tienen
lugar en la célula, y de la naturaleza y
función de los procesos químicos en los
que se basan esas
transformaciones, las cuales siguen las
leyes de la termodinámica
3
4. • Organismos Autótrofos: Son aquellos
que pueden utilizar el CO2 como fuente
de carbono (bacterias, vegetales)
Organismos Heterótrofos: obtienen
carbono de moléculas orgánicas
complejas.
(animales, microorganismos)
4
5. • Metabolismo: es la suma de todas las reacciones
químicas que ocurren en la célula. Tiene lugar en
una serie de reacciones catalizadas, llamadas
“rutas metabólicas”.
• Catabolismo: es la fase degradadora. Las
moléculas nutrientes se convierten en otras mas
pequeñas y simples.
• Anabolismo: moléculas pequeñas reaccionan
para convertirse en otras mas grandes y
complejas.
5
6. • Las células necesitan de energía para
poder realizar sus actividades de
desarrollo, crecimiento, renovación de sus
estructuras, síntesis de moléculas, etc.
• La energía química que utiliza una célula
animal para realizar trabajo proviene
principalmente de la oxidación de
sustancias incorporadas como alimentos.
(carbohidratos, grasas)
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7. • Al producirse una transformación
química, generalmente se rompen enlaces
y el contenido de energía de las moléculas
aumenta o disminuye. (DG aumenta o
disminuye)
• La “moneda” de intercambio de Energía
en los procesos biológicos es el ATP
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8. • Las oxidaciones se efectúan por adición de O, por
pérdida de H o por otra reacción que resulte en la pérdida
de electrones.
• La reducción, por el contrario, implica ganancia de
electrones.
• NADH y FADH2 son los principales transportadores de
electrones, ya que sufren oxidaciones y/o reducciones
reversibles.
• Sus reducciones, permiten la conservación de la Energía
Libre que se produce en la oxidación de los sustratos
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12. PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA
• PRIMER PRINCIPIO:
“ LA ENERGÍA TOTAL DEL UNIVERSO
PERMANECE CONSTANTE”
Equivale a decir: la energía del universo no se crea ni se
destruye, permanece invariante. Solo se transforma.
• SEGUNDO PRINCIPIO:
“ LA ENTROPÍA DEL UNIVERSO AUMENTA”
Equivale a decir que el grado de desorden en el universo
aumenta.
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13. CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRE EN LAS
REACCIONES QUÍMICAS
• Medir el contenido de energía de un sistema es muy
difícil, generalmente medimos el cambio de energía entre
dos estados.
• La variación de energía (DG) para ir de A hacia B es:
DGBA = GB - GA
Para ir de B hacia A:
1
B
A
2
DGAB = GA – GB = - DGBA
Matemáticamente: DG = DH -TDS
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14. CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRE EN LAS
REACCIONES QUÍMICAS
• Las reacciones cuya DG es positivo no transcurren
espontáneamente.
• Las reacciones cuyo DG es negativo son las que se
producen espontáneamente.
• Si DG = 0 la reacción se encuentra en equilibrio
químico.
• Hay una relación entre DG y la constante de equilibrio:
DG = DGº + RT ln [productos]/[reactivos]
Si DG = 0 (en el equilibrio):
DGº = -RT ln Keq
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15. REACCIÓN ENDERGONICA
• En termoquímica, una reacción endergónica (también llamada
reacción desfavorable o no espontánea) es una reacción química
en donde el incremento de energía libre es positivo.
16. REACCIÓN EXERGONICA
• Una reacción exergónica es una reacción química donde la
variación de la energía libre de Gibbs es negativa.
17. ENÉRGIA LIBRE DE GIBBS
• En termodinámica, la energía libre de Gibbs (energía libre o
entalpía libre).
18. EJEMPLOS
• De Reacciones Endergónicas: 1- Fotosíntesis, 2- División
celular( Mitosis-meiosis), 3- Síntesis de Proteínas.
• De Reacciones Exergónicas: 1- Fotólisis del agua, 2- Respiración
celular aerobia( Glucólisis, Ciclo de Krebs, Cadena Oxidativa), 3Senescencia o Envejecimiento celular.
20. ADENOSIN TRIFOSFATO.
Es un nucleótido fundamental en la
obtención de energía celular.
Está formado por una base
nitrogenada (adenina) unida al
carbono 1 de un azúcar de tipo
pentosa, la ribosa, que en su
carbono 5 tiene enlazados
tres grupo fosfato.
Se
produce
durante
la
fotorrespiración
y
la respiración celular, y es
consumido por muchas enzimas
en la catálisis de numerosos
procesos químicos.
21. REACCIONES ENERGÉTICAMENTE
ACOPLADAS
• Una reacción altamente exergónica puede hacer que otra
endergónica ocurra si ambas se acoplan.
nombre
ATP
ADP + P
ADP
AMP
AMP + P
adenosina
+ P
DGº’(kcal/mol)
-7,3
-7,7
-3,4
22. Nicotinamida adenina dinucleótido.
Conocido como nicotinamida
adenina.Dinucleótido(abreviado NA
D+en su forma oxidada y NADH en
su
forma
reducida),
es
una
coenzima
encontrada
en células vivas y compuesta por
un dinucleótido, ya que está
formada por dos nucleótidos unidos
a través de sus grupos fosfatos,
siendo
uno
de
ellos
una base de adenina y el otro
denicotinamida.
Su
función
principal
es
el
intercambio
de electrones e hidrogeniones en la
producción de energía de todas
las células.
23. El flavín adenín dinucleótido o dinucleótido de flavina-adenina (abreviado FAD en su forma
oxidada y FADH2 en su forma reducida) es una coenzima que interviene en las
reacciones metabólicas de oxidación-reducción.
El FAD es una coenzima que interviene como dador o aceptor de electrones y protones (poder
reductor) en reacciones metabólicasredox; su estado oxidado (FAD) se reduce a FADH 2 al
aceptar dos átomos de hidrógeno (cada uno formado por un electrón y un protón),
