Este documento trata sobre bioenergética y cómo los seres vivos intercambian y transforman energía. Explica que la energía no se crea ni destruye, solo se transforma. Describe cómo las células utilizan reacciones acopladas para generar ATP a partir de la degradación de alimentos, permitiendo que ocurran reacciones que normalmente no serían espontáneas. Finalmente, resume que la fosforilación oxidativa y la fosforilación a nivel de sustrato son los mecanismos clave mediante los cuales las cél

1. Bioenergética

2. BIOENERGETICA  Intercambios de energía de los seres vivos con su medio ambiente  Cambios de energía en las reacciones químicas y procesos fisicoquímicos de los seres vivos

3. Analogía entre seres vivos y otras máquinas

4. Primera Ley de la Termodinámica En todo cambio la energía no se crea ni se destruye, Sólo se transforma.  U = q + w

5. Energía de alimentos Calor Trabajo Energía química Calor, trabajo

6. Segunda Ley de la Termodinámica Todo proceso espontáneo resulta en un incremento neto de entropía, o desorden, del sistema más sus alrededores Los organismos vivos presentan un alto grado de orden, ¿se contradice la segunda ley de la termodinámica?

7. DEGRADACION DE ALIMENTO Célula Aumento de entropía Disminución de energía libre

11. R= 8,31 J/ºK/mol

13. ∆ Gº’= variación de energía libre en condiciones estándar (pH=7, 25ºC, 1atm de presión, conc. inicial de R y P 1 M) - ∆ G º’ es constante y característico de cada reacción

15. ∆ G (-) exergónica, favorable o espontánea ∆ G (+), endergónica, no espontánea. ∆ G =0, equilibrio

17. En la célula el ∆ G final debe ser negativo ¿entonces cómo pueden ocurrir reacciones con ∆ G +?

18. Relación producto/reactante

19. Reacciones acopladas

22. Reacciones acopladas ATP + H2O -> ADP + Pi .................. ∆ Go' = -31 kJoules/mol Pi + glucose -> glucose-6-P + H2O ... ∆ Go' = +14 kJoules/mol Coupled reaction : ATP + glucose -> ADP + glucose-6-P .. ∆ Go' = -17 kJoules/mol

24. Hidrólisis ATP

25. FACTORES QUE FAVORECEN LA HIDRÓLISIS DEL ATP

26. Los productos resultantes de la hidrólisis, ADP- y HPO4- se hallan cargados negativamente, por lo que tienen poca tendencia a aproximarse, debido a la repulsión de sus cargas. Es por eso que son más estables que el ATP.

28. La molécula de ATP a pH 7.0 tiene cargas negativas muy próximas entre sí, lo que ocasiona una fuerte repulsión de sus cargas eléctricas. Cuando se hidroliza el grupo fosfato terminal desaparece parte de la tensión creada por la repulsión de las cargas eléctricas.

30. Los productos de la hidrólisis se estabilizan por resonancia.

31. Estabilización del Fosfato por Resonancia

32. Los productos de la hidrólisis (ADP + Pi) están mas hidratados que el ATP, lo que promueve la hidrólisis

33. ¿DE DONDE PROVIENE LA ENERGIA PARA LA TRANSFERENCIA DE GRUPOS FOSFATOS PARA LA FORMACIÓN DE ATP?

34. A) REACCIONES DE HIDRÓLISIS QUE TENGAN UN Δ G MÁS NEGATIVO: FOSFORILACION A NIVEL DE SUSTRATO B) reacciones de oxido reducción

36. Pi Δ Gº’ = -49,3 Kj

37. B) REACCIONES OXIDO REDUCCION

40. ¿Cómo se transfieren electrones en la célula?

43. H -

45. Transferencia de electrones en reacciones orgánicas: EQUIVALENTES REDUCTORES

46. Reacción de oxido reducción Aox + Bred -> Ared + Box Aox + n e- -> Ared Box + n e- -> Bred E = potencial de oxido reducción Afinidad por los electrones

47. ∆ E °' = E°'(oxidante) - E°'(reductor) = E°'(e- aceptor) - E°'(e- dador) ∆ Go' = - nF ∆ Eo'

48. REACCIÓN E 0 ' Ferrodoxina(ox)/ Ferrodoxina(red)cloroplastos -0,432 H + / H 2 -0.420 NADP + / NADP + H + -0.324 NAD + / NADH + H + -0.320 Piruvato / Lactato -0.180 Acetaldehido / Etanol -0.160 Oxalacetato / L - malato -0.166 Flavoproteina (ox) / Flavoproteina (red) -0.060 Coenzima Q (ox) / Coenzima Q (red) +0.010 Citocromo C (ox) / Citocromo C (red) +0.260 Citocromo Oxidasa (ox) / citocromo oxidasa (red) +0.550 ½ O 2 / H 2 O +0.820

49. E°' = + 0.815 V ½O2 + 2H+ + 2 e-  H2O NAD+ + 2H+ + 2 e-  NADH + H+ E°' = - 0.315 V ½O2 + NADH + H+  H2O + NAD+ ∆ E°' = + 1.13 V ∆ Go' = - nF ∆ Eo' = - 2(96485 Joules/Volt · mol)(1.13 V) = - 218 kJ/mol

50. RESUMEN: Generación de ATP Fosforilación oxidativa : reacciones oxido reducción en la membrana mitocondrial Fosforilación a nivel de sustrato: hidrólisis con transferencia grupos fosfatos