bioenergetica

BIOENERGÉTICA
La primera ley de la termodinámica dice que la energía no se crea ni se destruye, se intercombierte entre las diferentes formas que tiene en la naturaleza.
La célula es considerada un sistema abierto que intercambia energía y materia. Un sistema cerrado solo intercambia energía mientras que un sistema aislado es aquel que no intercambia ni energía ni materia con su entorno.
Lasegunda ley de termodinámica dice que el universo esta en continua expansión y tiende al desorden o aumento de entropía. Una célula viva para mantener bajo su desorden o entropía con valor positivo, desplaza a este hacia el medio que la rodea aumentando la entropía del medio.
En termodinámica se cumple que: Delta G= deltaH – T. Delta S
Delta G: diferencia de energía libre entre dos estados deun sistema. Si delta G es negativo la reacción es exergonica o espontanea, desplazándose el equilibrio hacia la derecha o sea de los reactivos a los productos. Como la constante de equilibrio de una reacción es la relación entre la concentración de los productos sobre la concentración de los reactivos, para este caso será mayor a 1. Cuando delta G es positivo la reacción se denomina endergonica yesta desplazada a la izquierda o sea hacia los reactivos, para este caso será mayor a 1. Estas reacciones son termodinámicamente desfavorables por lo cual para que se den en la célula deben estar acopladas con reacciones exergonicas como la hidrolisis de ATP. El ATP sintetiza a partir de ADP y PI en una reacción endergonica acoplada a una reacción química del metabolismo exergonica. Las reaccionesy vías metabólicas con Delta G negativo forman el catabolismo mientras que las reacciones endergonicas o con delta G positivo se dan en las reacciones y vías anabólicas. La entalpia o calor de reacción si es positiva hace que la reacción sea endotérmica mientras que si es negativa la reacción es exotérmica.
El catabolismo aumenta el desorden en el sistema y por eso la entropía es negativa. Elanabolismo disminuye el desorden y por tanto la entropía es positiva. Cuando el delta G es cero la constante de equilibrio vale 1 y la reacción esta en equilibrio. Todo esto es aplicable cuando hablamos de delta G real que está determinado por el delta G estándar y la relación de concentraciones entre reactivos y productos que es el determinante principal en condiciones reales. El delta G estándarse mide en condiciones de laboratorio en condiciones estándar y comenzando con la misma concentración de reactivos que de productos, o sea que marca la tendencia natural de la reacción química. Cuando la reacción metabólica es redox o sea que actúan reacciones de reducción y oxidación con ganancia o perdida de electrones el delta G real estará determinado principalmente por la diferencia entre lospotenciales redox estándar de el dador y el aceptor de electrones. Si los electrones fluyen desde un dador más electronegativo a un receptor más electropositivo el delta G será negativo y tendremos energía libre de gibbs para utilizar la síntesis de ATP. Si el pasaje de electrones es de un dador más electropositivo hacia un aceptor más electronegativo el delta G es positivo y la reacción estermodinámicamente desfavorable por lo cual tenga que acoplarse a ella la hidrolisis de ATP. Las vías catabólicas como la glucolisis el delta G es global es negativo y se liberara poder reductor en forma de electrones que están bajo la forma de H o hiduro. La energía libre de gibbs liberada es tomada por las enzimas denominadas quinasas que sintetizan ATP a partir de ADP+PI siendo esta la forma máscomún para la célula de almacenar esta energía libre. El poder reductor liberado en la glucolisis se une a la coenzima NAD+ para formar NADH+H+. En otras vías se utilizan como coenzimas el FAD+ y el NADP+ que al recibir el poder reductor forman FAD2 o NADPH+H+. En las células eucariotas la cadena respiratoria o de transporte de electrones y la fosforliacion oxidativa convierten el poder reductor en...