Bioenerg Tica

BIOENERGÉTICA

Dr. Carlos Alberto Rodarte González

La “bionergetica” es la rama de la biología muy relacionada con la física, que
se encarga del estudio de los procesos de absorción, transformación y entrega de
energía en los sistemas biológicos.

la Bioenergética se relaciona con la Termodinámica, en particular con el tema de la
Energía Libre, en especial la Energía Libre de Gibbs.

Loscambios en la energía libre de Gibbs
nos dan una cuantificación de
la factibilidad energética de una reacción química y pueden proveer de una
predicción de si la reacción podrá suceder o no.

Como una característica general de La Bioenergética, esta solo se interesa por los
estados energéticos inicial y final de los componentes de una reacción química, los
tiempos necesarios para que el cambioquímico se lleve a cabo en general se
desprecian. Un objetivo general de la Bioenergética, es predecir si ciertos procesos son
posibles o no; en general, la cinética cuantifica qué tan rápido ocurre la reacción
química.

Las células están compuestas por un complejo sistema de reacciones químicas
que generan energía y otras que utilizan energía, esto en general es el
Metabolismo.

El ATP
En general,el ATP (adenosin trifosfato) es la conexión entre los sistemas que producen la
energía y los que la utilizan; la degradación oxidativa de los alimentos es un proceso
exergónico (catabólismo). En el caso de las reaccines Anabólicas son endergónicos y
utilizan la energía química almacenada en forma de ATP y NADH.

Una reacción exergónica es una reacción química donde la variación de la energíalibre de
Gibbs es negativa. Esto nos indica la dirección que la reacción seguirá. A temperatura y
presión constantes una reacción exergónica se define con la condición:

Que describe una reacción química que libera energía en forma de calor, luz, etc.
Las reacciones exergónicas son una forma de procesos exergónicos en general o procesos
espontáneos y son lo contrario de las reacciones endergónicas.Se dijo que las reacciones
exergónicas transcurren espontáneamente pero esto no significa que la reacción transcurrirá
sin ninguna limitación.

Relaciones Termodinámicas
El primer principio de la termodinámica es una ley de conservación de la energía y
estipula que, aunque la energía se puede convertir de una forma a otra, la energía total
del sistema ha de permanecer constante.

Energía LibreLa Energía libre (designada con la letra G) o energía libre de Gibbs de un sistema, es la
parte de la energía total del sistema que esta disponible para realizar trabajo útil y esta
dada por la siguiente relación

Esta formula es válida cuando en un sistema particular discurre hacia el equilibrio a
temperatura y presión constante,
es la variación en energía libre,
es la
variación de entalpía ocontenido calorico, T es la temperatura absoluta y
es la variación de entropía del sistema. La variación de energía libre de una
reacción química esta relacionada con la constante de equilibrio de tal reacción, por
ejemplo, una reacción se puede escribir como:
A + B
y la expresión para la constante de equilibrio:

C+ D

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reaccionesquímicas,
siempre que sean termodinámicamente posibles: Una enzima hace que una reacción
química que es energéticamente posible (Energía libre de Gibbs), pero que transcurre a
una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor
velocidad que sin la presencia de la enzima.

En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas
sustratos, las cuales seconvierten en moléculas diferentes denominadas productos

Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas
significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones
enzimáticas.

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su
velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas...