TEMA 19 INTRODUCCION AL METABOLISMO. Relaciones termodinámicas. Compuestos ricos en energía.

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1 TEMA 19 INTRODUCCION AL METABOLISMO. Relaciones termodinámicas. Compuestos ricos en energía

2 Los seres vivos: -Desarrollan trabajo para permanecer vivos, crecer y reproducirse. - Tienen capacidad para aprovechar energía y canalizarla en trabajo biológico. - Realizan diversidad de conversiones de una forma de energía en otra (transducciones de energía). Usan la energía química de los combustibles: - para la síntesis de moléculas complejas a partir de precursores sencillos. - para generar gradientes de concentración o eléctricos. - para el movimiento. - generan calor. - pueden generar luz.

3 Los Seres vivos por la fuente de energía que utilizan se dividen en:
- FOTOTROFOS. - QUIMIOTROFOS. Según la fuente de Carbono utilizada en: - AUTÓTROFOS. - HETERÓTROFOS. La fuente de Nitrógeno para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos. - En plantas se utiliza amoniaco, nitratos o nitritos. - En vertebrados se utilizan compuestos nitrogenados orgánicos. El Nitrógeno atmosféricos sólo es asimilado por bacterias fijadoras de N2 (Cianobacterias y algunas bacterias del suelo) que lo convierten en amo- niaco.

4 BIOENERGÉTICA: LEYES DE LA TERMODINÁMICA:
CAMPO DE LA BIOQUÍMICA RELACIONADO CON LA TRANSFORMACIÓN Y EMPLEO DE LA ENERGÍA POR LAS CÉLULAS VIVAS ESTUDIO CUANTITATIVO DE LAS TRANSDUCCIONES DE ENERGÍA QUE TIENEN LUGAR EN LAS CÉLULAS. LAS TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS DE ENERGÍA SIGUEN LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA LEYES DE LA TERMODINÁMICA: -1ª LEY: EN CUALQUIER TRANSFORMACIÓN FÍSICA O QUÍMICA LA CANTIDAD TOTAL DE ENERGÍA DEL UNIVERSO PERMANECE CONSTANTE -2ª LEY: TODOS LOS CAMBIOS FÍSICOS O QUÍMICOS TIENDEN A EVOLUCIONAR EN LA DIRECCIÓN EN LA QUE LA ENERGÍA ÚTIL EXPERIMENTE UNA DEGRA- DACIÓN IRREVERSIBLE HACIA UNA FORMA AL AZAR, DESORDENADA LLAMADA ENTROPÍA. SE INTERRUMPEN EN UN PUNTO DE EQUILIBRIO EN EL QUE LA ENTROPÍA FORMADA ES LA MAXIMA POSIBLE EN LAS CONDI- CIONES EXISTENTES.

5 Sistema reaccionante: Conjunto de materia que está experimentando
un proceso físico o químico (organismo, célula o dos compuestos que reaccionan). Junto con el entorno constituyen el universo. Existen SISTEMAS AISLADOS O CERRADOS que no intercambian energía con el entorno. Pero en el mundo biológico, los sistemas que reaccionan inter- cambian energía con su entorno. MAGNITUDES TERMODINÁMICAS ENERGÍA LIBRE : CANTIDAD DE ENERGÍA CAPAZ DE REALIZAR TRABAJO EN UNA REACCIÓN A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTE Reacciones exergónicas o endergónicas. ENTALPÍA : CANTIDAD DE CALOR QUE EL SISTEMA REACCIONANTE LIBERA O ABSORBE DEL ENTORNO A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTE Reacciones exotérmicas o endotérmicas. ENTROPÍA : EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL DESORDEN DEL SISTEMA En los sistemas biológicos (temperatura y presión constantes) : ΔG = ΔH - TΔS

6 LOS SERES VIVOS CONSERVAN SU ORDEN INTERNO TOMANDO DE SU
ENTORNO E. LIBRE EN FORMA DE NUTRIENTES O LUZ SOLAR Y DEVOL- VIENDO AL ENTORNO UNA CANTIDAD IGUAL DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR Y ENTROPÍA. LAS CÉLULAS SON SISTEMAS ISOTÉRMICOS QUE FUNCIONAN A T Y P CTES LA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE SE RELACIONA CON LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UNA REACCIÓN a A + b B <—> c C + d D [C]c [D]d K´eq = ΔGº´ = - 2,303 RT log K´eq [A]a [B]b [C] [D] ΔG = ΔGº´ + 2,303 RT log [A] [B] LAS VARIACIONES DE ENERGÍA LIBRE EN CONDICIONES ESTÁNDAR DE LAS REACCIONES QUÍMICAS SON ADITIVAS

7 HIDRÓLISIS DE ENLACES FOSFATO EN EL ATP

8 REACCIONES DE HIDRÓLISIS DE COMPUESTOS FOSFORILADOS