bioquimica

BIOQUÍMICA

La bioquímica es una ciencia que estudia los procesos mediante los cuales la energía es extraída, canalizada y utilizada por los organismos vivos.

LA LÓGICA MOLECULAR DE LA VIDA:
Los diversos organismos vivos comparten las mismas unidades estructurales básicas (las células) y los mismos tipos de macromoléculas (ADN, ARN, proteínas) formados por los mismos tipos de subunidadesmonoméricas (nucleótidos, aminoácidos).

Las células vivas son sistemas abiertos, intercambian materia y energía con su entorno.
La extracción y canalización de la energía es utilizada para mantener un estado dinámico estable lejos de equilibrio con respecto al medio ambiente.


ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS:

EL PRINCIPIO DE MÍNIMA ENERGÍA:
Principio según el cual los sistemasmateriales tienden a evolucionar en sentido en el que disminuye su energía potencial.
*energía de activación: cierta cantidad de energía inicial necesaria para poner en marcha la reacción; se emplea en la rotura de los primeros enlaces, proceso en el que se libera la energía que se necesita para que la reacción continúe por sí misma.

Si solo existiera el principio de mínima energía, ningunareacción endotérmica podría ser espontánea, ya que en éste tipo de reacciones la energía del sistema aumenta. Sin embargo, existen en la naturaleza reacciones endotérmicas que se producen espontáneamente, lo que significa que, además de la energía, debe existir otro factor que condicione la espontaneidad de una reacción química. Esta otra variable es el grado de desorden, también denominado entropía(S).

EL PRINCIPIO DE MÁXIMO DESORDEN:

La entropía de un sistema depende de factores tales como el número de partículas o el estado físico, así el estado gaseosos es más desordenado que el líquido o que el sólido, es decir tiene mayor entropía.
Los sistemas químicos tienden a alcanzar un mínimo de energía y un máximo de desorden y son ambos factores los que controlan conjuntamente elcarácter espontáneo de las reacciones.

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS:

La relación entre la energía y el desorden puede explicarse a partir de la siguiente ecuación:
ΔG = ΔH – T ΔS
Donde H es el contenido energético o entalpía, T es la temperatura absoluta, S es la entropía y G la llamada energía libre de Gibbs.





∆G= ∆H – T. ∆S

∆G: diferencia de energía libre

∆H: diferencia de entalpía∆S: diferencia de entropía

T : temperatura absoluta ( en K)

La variación de G es la que determina el carácter espontáneo de una reacción química. En todos los procesos espontáneos la energía libre del sistema disminuye, es decir, el valor final de G es menor que el inicial y, por tanto, ΔG es negativa.

De acuerdo con la anterior ecuación, tal disminución (ΔG < 0) podrá ser debida a unadisminución del contenido energético H (ΔH0) o a ambos.
El resultado final de ese balance entre energía y desorden es entonces el responsable de la espontaneidad de la reacción.

Si T ΔS es mayor que ΔH aunque el proceso sea endotérmico (ΔH>0) será espontáneo (ΔG G(sustratos)) → Endergónica


CAMBIOS DE ENERGÍA DURANTE UNA REACCIÓN QUÍMICA:

Una barrera de activación, lo que representa elestado de transición, debe ser superada en la conversión de los reactivos (A) en los productos (B), aunque los productos son más estables que los reactivos.

La energía necesaria para superar la barrera de activación es la Energía de Activación (ΔG ‡). Las enzimas catalizan reacciones mediante la reducción de la barrera de activación. (Nótese que la energía de activación no está relacionado con elcambio de energía libre, ΔG.)





The conversion of ATP to Pi and ADP is highly exergonic (large negative ΔG), and many endergonic cellular reactions are driven by coupling them, through a common intermediate, to this reaction.

Energy is obtained from sunlight or fuels by converting the energy from electron flow into the chemical bonds of ATP.

Adenosine triphosphate (ATP). The...