Transformación de Energía en la Célula Tema 1

La energía solar fijada por los organismos autótrofos, durante la fotosíntesis constituye una pequeña fracción de la energía que fluye en el planeta.

¿Qué es energía?  Es la capacidad de realizar un trabajo.  Existen dos tipos básicos: la energía almacenada y la energía cinética.  La energía se puede manifestar de diferentes maneras: radiante, química, mecánica y eléctrica.

 En términos bioquímicos, la energía presenta la capacidad de cambio, ya que la vida depende de transformaciones de una forma a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica. Leyes de la Termodinámica 1. La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma

 También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Eentra- Esale= ∆Esistema 2. No toda energía puede ser usada y el desorden tiende a aumentar.

 Todas las funciones vitales que realiza la célula, son posibles gracias a las reacciones químicas que ocurren dentro de ellas.  El total de estas reacciones químicas se conocen con el nombre de metabolismo y envuelve reacciones exergónicas y endergónicas.

¿Cómo trabajan las enzimas?  Aceleran o retardan la velocidad de una reacción.  Suelen ser específicas.

Seis clases de enzimas 1. Oxidorreductasas: catalizan reacciones de oxidación-reducción, la mayoría se llaman deshidrogenasas (oxidasas y peroxidasas). 2. Transferasas: catalizan las reacciones de transferencia de un grupo. 3. Hidrolasas: catalizan hidrolisis.

4. Liasas: catalizan la lisis de un sustrato. Llamadas sintasa. 5. Isomerasas: catalizan cambios estructurales dentro de una misma molécula. 6. Ligasas: catalizan la unión de dos sustratos. Se llaman sintetasas.

Términos enzimáticos  Coenzima: molécula requerida por una enzima para la actividad completa.  Lisozima: cataliza la hidrólisis de algunos polisacáridos.  Enzima alostérica: sus propiedades son afectadas por cambios en la estructura.

 Metaloenzima: tiene unido a ella un metal.

ATP Moneda Energética Las células toman la energía de este compuesto para realizar funciones como:  Síntesis de macromoléculas y degradación de compuestos  Transportar a través de las membranas las sustancias de desechos y sustancias nutritivas

 Realizar trabajo mecánico: por ejemplo movimiento de cromosomas

 Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, y es consumido por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula molecular es C10H16N5O13P3.

 El ser humano adulto procesa alrededor de 40 kg de ATP al día, cuando está en periodo de descanso.

Anabolismo  Síntesis de moléculas complejos a partir de simples.  Requieren energía para llevarse a cabo (endergónica)  La fotosíntesis y la formación de proteínas son ejemplos de reacciones anabólicas  Cuando en las reacciones se libera una molécula de agua, la reacción se llama síntesis por deshidratación.

Catabolismo  Las moléculas complejas se degradan o descomponen a moléculas más simples  Se obtiene energía en forma de ATP  La respiración es un ejemplo de catabolismo  Cuando se utilizan moléculas de agua para degradar sustancias complejas, la ecuación se llama hidrólisis

Rx endergónica  Requiere de energía para llevarse a cabo. Rx exergónica  Liberan energía Entropía (S)  Estado de desorden de un sistema Entalpía (H)  Contenido calórico de un sistema

Fotosíntesis

 Fase lumínica: absorción de energía y fotofosforilación puede ser cíclica o acíclica.  Fase oscura: involucra el ciclo de Calvin que se caracteriza por la fijación y reducción del CO2

La luz  Captada mediante organismos fotosintéticos mediante pigmentos fotosensibles, entre ellos clorofila y caroteno.  El espectro de la luz abarca longitudes de ondas que oscila entre los nm.  La clorofila absorbe con mayor intensidad entre nm por eso se observa verde.  El papel de la luz es suministrar energía.

Cloroplastos  Organelos citoplasmáticos  Rodeados por dos membranas una interna y la otra externa formada por una matriz líquida llamada estroma  Tilacoides están dentro de los estromas

El Agua  Es absorbida por las raíces de la planta  Contribuye a formar ATP  En presencia de luz se descompone en electrones, protones y oxígeno

Dióxido de carbono  Los estomas realizan el intercambio gaseoso, entra dióxido de carbono y sale oxígeno  Es la fuente para formar glucosa

Fase luminosa  Síntesis de ATP  Síntesis de NADPH (acíclica y cíclica)  Fotólisis de agua

¿Qué son los fotosistemas? Son conjuntos funcionales, formados por más de 200 moléculas de pigmentos.