Este documento trata sobre bioenergética, la cual estudia la transferencia y utilización de energía en sistemas biológicos. Aplica principios de termodinámica para predecir si las reacciones bioquímicas ocurren espontáneamente. Explica conceptos como variación de energía libre, entalpía, entropía y su relación con la espontaneidad de las reacciones. También cubre reacciones acopladas y cómo calcular la variación neta de energía libre.

1. Bioenergética
uti BCyT- ESFUNO
docente Carolina Chaine

2. BIOENERGÉTICA: Rama de la bioquímica que estudia la
transferencia y utilización de energía en los sistemas
biológicos.
Comprende el estudio cuantitativo y cualitativo de los
cambios de energía de las reacciones
bioquímicas.
Aplica los principios básicos de la termodinámica a los
sistemas biológicos, para predecir si alguna reacción va a
ocurrir de manera espontánea o no.

3. La Termodinamica es la ciencia que estudia la energía y sus
transformaciones
Un sistema se define como la porción del universo que tomamos como
objeto de estudio
-Existes tres tipos de sistemas:
-SISTEMA AISLADO: no intercambia materia
ni energía con su entorno
-SISTEMA CERRADO: no intercambia materia
pero si energía con su entorno
-SISTEMA ABIERTO: intercambia materia y
energía con su entorno

5. Las transformaciones de energía obedecen las Leyes de la Termodinámica
Primera ley:
Principio de la CONSERVACIÓN de energía
la energía del universo es constante
Segunda ley:
Principio de aumento de la ENTROPÍA
la entropía del universo está aumentado

7. Algunos Conceptos…
Todas las reacciones químicas están influidas por dos fuerzas: la tendencia a
adquirir el estado de enlace mas estable y la tendencia a conseguir el mayor
grado de desorden, expresado como entropía S.
La fuerza impulsora en una reacción es ΔG, la variación de energía libre, que
representa el efecto de los siguientes factores:
S ( variación de ENTROPÍA):
ΔH(Variación de ENTALPÍA)
ΔG(Variación de ENERGÍA LIBRE DE GIBBS)

8. La energía libre de Gibbs (G) (energía útil) expresa la cantidad de energía capaz de realizar
trabajo durante una reacción a T° y presiones constantes.
Cambio de energía libre (ΔG) para reacciones químicas
El ΔG es la diferencia de energía libre de los productos y los reactivos.
-Cuando el ΔG es negativo los productos tienen menos energía libre que los reactivos,
por lo que la reacción ocurrirá espontáneamente, es una reacción exergónica.
-Cuando el ΔG es positivo los productos tienen más energía libre que los reactivos, por
lo que la reacción tiende a ir en el sentido contrario, por lo que se trata de una
reacción no espontánea, es una reacción endergónica.
-Cuando el ΔG es igual a 0 los productos tienen la misma energía libre que los
reactivos.

10. ∆G°: indicador de espontaneidad
Cuanto más alejado esté un sistema del equilibro, más trabajo podrá realizar
Los sistemas biológicos se encuentran alejados del equilibrio para poder realizar trabajo
∆G: variación de energía que es capaz de efectuar trabajo a medida que el sistema tiende al
equilibrio, a P y T cte
∆G = W (máximo)
∆G<0 Proceso exergónico
∆G>0 Proceso endergónico
En EQUILIBRIO: ∆G = 0

11. En condiciones celulares, la relación de acción de masas es :
[C][D]/[A][B]=1
ΔG°= +10kj/mol
Indique cuál es el valor de Keq

12. Constantes y unidades utilizadas frecuentemente en
termodinámica
Constante de Faraday, F= 96.489 j/v,mol o 96.480 kj/mol
Constante de los gases, R= 0.00831 kj/ K mol
Las unidades de temperatura absoluta, T , son grados
Kelvin (K).
25°C = 298K

13. El ΔG depende de:
- la temperatura
- la concentración de productos y reactivos
A + B ⇆ C + D

14. Calcule la variación de energía libre real (ΔG) para la síntesis de Glucosa-6-P a pH7 y
25°C en las condiciones intracelulares, si las condiciones de Glucosa-6-P, ADP, Glucosa y
ATP son 100μM, 1.3mM, 250μM y 3.4mM respectivamente
La reacción para la síntesis de Glucosa-6-P es:
Glucosa + ATP Glucosa-6-P
y tiene un ΔG°= -16.7 kj/mol

15. Reacciones acopladas
Las variaciones de energía libre son aditivas: la reacción química
neta que resulta de dos reacciones sucesivas que comparten un
intermediario común tienen una variación de energía libre global
que es la suma de los valores ΔG de las reacciones individuales

17. La reacción de la fosforilación de la glucosa está acoplada a la hidrólisis
del ATP
Dada cada reacción individual con su ΔG°, indique cuál es su ΔG° global
Glucosa + Pi Glucosa-6-P + H2O ΔG°= 13.8 kj/mol
ATP + H2O ADP + Pi ΔG°= -30.5 kj/mol