Bioenergética.

Bioenergética.
Disciplina que considera a los sistemas vivos
como máquinas químicas capaces de trabajar en
condiciones de temperatura, presión y volúmenes
constantes. Su propósito es estudiar los principios
químicos, físicos y termodinámicos que regulan la
dinámica del sistema de regulación del ATP, en la
energética de las células vivas.
Ciclo del ATP.
1:- El ATP actúa de modo cíclico como un simple
transportador de la energía química de las reacciones
catabólicas del metabolismo. Las cuales proporcionan
energía con el propósito de realizar el trabajo celular.
2:- El ATP se genera por condenzación del ADP y Pi, a
través, de reacciones de fosforilación ligadas o acopladas a
expensas de la energía que se libera en la degradación de
moléculas combustibles.
Ciclo del ATP.
3:- El ATP, puede ceder su grupo fosfato terminal a
moléculas aceptoras específicas, que son activadas
energetícamente, permitiendo efectuar diversas funciones
como: Transporte activo, biosíntesis, contracción muscular.
4:- La hidrólisis del ATP genera las moléculas de ADP y Pi,
con la consecuente liberación de energía. El ADP se
puede fosforilar por la oxidación del combustible celular, que
libera energía, a fin de formar ATP.
Propiedades del ATP.
1:- El ATP, ADP y AMP, se encuentran en los tejidos
animales y vegetales a concentraciones que fluctúan, entre 2
a 10 mM.
2:- En células de metabolismo activo las concentraciones de
ATP son superiores a las de ADP y AMP.
Propiedades del ATP.
4:- A pH 7,0 el ATP y ADP son aniones.(Moléculas con
carga negativa)
5:- El ATP presenta 4 protones ionizables en sus grupos P
condensados, mientras que, el ADP presenta 3
ionizables.
protones
Propiedades del ATP
6:- Tres de los 4 H del ATP se hallan totalmente ionizados a pH
7,0.
7:- El cuarto H presenta un pK´ de 6,95 y por lo tanto
disociado en un 50% a pH 7,0.
Propiedades del ATP
8:- En células intactas el ATP y ADP se hallan como
complejos 1:1 con magnesio. Ej: MgATP-2 y MgADP-.
Consecuencia de la afinidad de los grupos Ppi por los cationes
bivalentes.
9:- En la mayor parte de las reacciones enzimáticas, donde el
ATP es el dador de fosfato, su forma activa es el complejo
MgATP-2.
Principios de equilibrio químico.
1:- Primera ley.
Principio de conservación. La energía no se crea ni se
destruye durante un proceso determinado, puede
transformarse de una forma a otra. Ej: La energía química
puede transformarse en energía térmica, radiante, eléctrica o
mecánica.
2:- Segunda ley.
Equilibrio termodinámico. Establece que en todos los
procesos, la entropía del sistema (desorden, libertad) más la
de su entorno (entropía del universo) experimentan el
equilibrio, donde la entropía es máxima.
Energía libre.
Representa la porción del cambio de energía (vH) que
está disponible capaz de realizar trabajo útil en condiciones
de temperatura y presión constante a medida que el sistema
tiende al equilibrio. La relación entre la variación de energía
libre de un sistema reaccionante y la entropía, se define
como:
vG = vH - TvS
vG : Variación de energía libre.
vH : Variación de la entalpía.Variación de energía totoal de una
reacción.
vS : Variación de la entropía.
T : Temperatura absoluta.
Energía libre estándar Gº.
1:- La energía libre estándar de una reacción, se define como la
diferencia entre las sumas de las energías libres de los
productos y la suma de las energías libres de los reaccionantes,
a una temperatura de 25ºC (298ºK), a concentración 1 M y a
una atmósfera de presión.
vGº = Gº prod. - Gº react.
2:- vGº es una constante para cualquier reacción química,
mientras que el vG varía con las concentraciones de los
reaccionantes y productos.
Energía libre estándar Gº
3:- vG = vGº, cuando los reaccionantes y productos se
presentan a concentración 1 M. Una reacción química se
produce sólo cuando vG presenta signo (-), es decir, sí
disminuye la energía libre del sistema.
4:- Si el vG es positiva, implica que la reacción química puede
realizarse en el sentido en que se halla escrita, pero se encuentra
termodinámicamente desfavorecida.
Energía libre estándar Gº
5:- El valor vGº de una reacción química representa el trabajo
máximo que se puede realizar (Kcal o Kj).
6:- Las reacciones químicas con una variación de energía libre
estándar negativa se denominan exergónicas.
7:- Las reacciones con una variación de energía libre estándar
positiva, reciben el nombre de endergónicas.
8:- La variación de energía libre estándar a pH 7,0 se
representa por Gº´ y la que tiene lugar a pH 0,0 por Gº.
Aditividad de las variaciones de energía
libre estándar Gº´.
Las variaciones de energía libre estándar de las
reacciones químicas son aditivas (acopladas) y en cualquier
secuencia de reacciones consecutivas.
Energía libre estándar de formación
(vGº´f).
Se define como la disminución de energía libre que se
produce, cuando se forma un mol del compuesto, a partir, de
sus elementos. Equivale a la suma de las energías libres
estándar de formación de los productos menos la suma de las
energías libres estándar de formación de los reaccionantes.