BIOMOLÉCULAS
ENERGÉTICAS
ATP, NADH, FADH
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¿QUÉ ES LA
ENERGÍA?
La energía es la capacidad para
realizar un trabajo.
Un trabajo es la transferencia de energía
a un objeto para que se mueva
La energía química, es energía contenida en las moléculas y liberada por
reacciones químicas.
Las células utilizan moléculas especializadas, como el ATP, para tomar,
guardar brevemente y transferir energía de una reacción química a la
siguiente.
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Hay dos tipos fundamentales
de energía
la potencial y la cinética
La energía potencial —la energía que está guardada—
comprende la energía química conservada en los enlaces que
unen a los átomos de las moléculas, la energía eléctrica
almacenada en una pila y la energía de posición que tiene un
pingüino listo para zambullirse.
La energía cinética es la energía del movimiento. Abarca la luz (movimiento de
fotones), calor (movimiento de moléculas), electricidad (movimiento de partículas
con carga eléctrica) y todo movimiento de objetos grandes: el clavado de un
pingüino, tus ojos al recorrer esta página y los maratonistas que luchan por
completar la durísima prueba. En las condiciones correctas, la energía cinética se
transforma en energía potencial y viceversa.
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REPASO
“
Las propiedades básicas de la energía
Las leyes de la termodinámica describen la cantidad (total) y cualidad (utilidad) de la energía.
○
○
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye por
medios ordinarios (reacciones nucleares, en los que la materia se transforma en energía,
son la excepción), se llama también ley de la conservación de la energía.
La segunda ley de la termodinámica establece que cuando la energía se convierte de una
forma en otra, la cantidad de energía útil decrece. Dicho de otra manera, la segunda ley
establece que todas las reacciones o cambios físicos hacen que la energía se convierta en
formas cada vez menos útiles.
Esta tendencia a la pérdida de complejidad, orden y energía útil (y el aumento consiguiente de
aleatoriedad, desorden y energía menos útil) se llama entropía
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¿CÓMO FLUYE
LA ENERGÍA
EN LAS
REACCIONES
QUÍMICAS?
Las reacciones químicas se dividen en dos
categorías.
○ En las reacciones exergónicas, las
moléculas del reactante tienen más
energía que las moléculas del producto,
así que la reacción libera energía.
○ En las reacciones endergónicas, los
reactantes tienen más energía que los
productos, así que la reacción necesita
un aporte neto de energía
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Una reacción es endergónica (“energía adentro”) si
requiere un aporte neto de energía; es decir, si los
productos contienen más energía que los reactantes.
Las reacciones endergónicas requieren un aporte de
energía de una fuente externa
Una reacción es exergónica (del término griego que
significa “energía afuera”) si libera energía; es decir, si
los reactantes iniciales contienen más energía que los
productos finales. Todas las reacciones exergónicas
liberan parte de su energía como calor
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¿CÓMO SE
TRANSPORTA
LA ENERGÍA
EN LAS
CÉLULAS?
Conversión recíproca
de ADP y ATP
(a) Se capta energía
cuando un grupo
fosfato (P) se
agrega al
adenosín difosfato
(ADP) para
sintetizar adenosín
trifosfato (ATP).
(b) La energía para
realizar el trabajo
de la célula se
libera cuando el
ATP se rompe en
ADP y P.
Casi todos los organismos se mueven por la degradación de la
glucosa. Al combinar glucosa con oxígeno y liberar dióxido de
carbono y agua, las células adquieren la energía química de la
molécula de glucosa. Esta energía se usa para realizar trabajo
celular, como la formación de moléculas biológicas complejas y
contraer los músculos. Pero la glucosa no puede usarse
directamente para impulsar estos procesos endergónicos, sino
que la energía liberada por la degradación de la glucosa se
transfiere primero a una molécula portadora de energía. Las
moléculas portadoras de energía son moléculas energéticas
e inestables que se sintetizan en el sitio de la reacción
exergónica y captan parte de la energía liberada, como el ATP
(adenosín trifosfato), la molécula portadora de energía más
común del cuerpo y las portadoras de electrones nicotinamida
adenina dinucleótido (NADH) y su molécula emparentada, la
flavina adenina dinucleótido (FADH2).
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Estas moléculas son el medio principal por el que las células acoplan reacciones
exergónicas y endergónicas que ocurren en lugares distintos de la célula
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ENZIMAS
Las células controlan sus reacciones metabólicas regulando la síntesis y
el uso de proteínas enzimáticas (enzimas), que funcionan como
catalizadores biológicos que ayudan a superar la activación de energía
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¿Cómo catalizan
una reacción las
enzimas?
Los catalizadores (como las enzimas)
disminuyen la energía de activación Si
se requiere mucha energía de activación
(curva roja), las moléculas reactantes
deben chocar con mucha fuerza para que
reaccionen. Los catalizadores disminuyen
la energía de activación de una reacción
(curva azul);
así, una proporción mucho mayor de
moléculas se mueve con suficiente
rapidez para reaccionar cuando las
moléculas chocan. Por tanto, la reacción
es mucho más rápida.
Inhibición enzimática
competitiva y no
Competitiva
(a) El sustrato normal embona
fácilmente en el sitio activo de la
enzima cuando no está inhibida.
(b) En la inhibición competitiva,
una molécula inhibidora
competitiva que se asemeja al
sustrato bloquea el sitio activo.
(c) En la inhibición no
competitiva, una molécula se
enlaza a otro sitio de la enzima y
distorsiona el sitio activo, de
modo que ya no embona en el
sustrato.
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