Energia y metabolismo

Energía y Metabolismo

Energía | Metabolismo | ATP: Reacciones acopladas y transferencia de energía |REDOX |Cofactores Redox | Anabolismo ¿versus? Catabolismo |

| Entender la energía en términos bioquímicos. |
| Conocer la estructura del ATP como moneda de intercambio energético |
| Diferenciar los procesos del catabolismo por los cuales se obtiene energía útil en forma de ATP apartir de biomoléculas. |
| Conocer el origen de las moléculas de ATP |
| Comprender las reacciones acopladas de oxidación y reducción |

Energía 
Es la capacidad de realizar un trabajo. A pesar que existen varias formas de energía: química, luminosa, mecánica, etc. , solo hay dos tipos básicos:
| Potencial: es la capacidad de realizar trabajo como resultado de su estado o posición. Puedeestar en los enlace químicos, en un gradiente de concentración, en un potencial eléctrico, etc. |
| Cinética: es la energía del movimiento, puede existir en forma de calor, luz, etc. |
En términos bioquímicos, representa la capacidad de cambio, ya que la vida depende de de que la energía pueda ser transformada de una forma a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica. Sus leyes sonaplicables a los sistemas cerrados o aislados, es decir aquellos que no intercambian energía con el medio que los rodea; las células son sistemas abiertos, o sea pequeñas partes de un sistema cerrado mayor. Las leyes de la termodinámica expresan:
| 1º Ley: en un sistema aislado la energía no se crea ni se destruye, puede ser transformada de una forma en otra. |
| 2º Ley: no toda la energíapuede ser usada y el desorden tiende a aumentar, lo que se conoce como entropía. |
Metabolismo

Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el METABOLISMO CELULAR. Si las reacciones químicas dentro de una célula están regidas por las mismas leyes  termodinámicas ...entonces cómo se desarrollan las vías metabólicas?
1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas.
2.  Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas.
3. Las células regulan lasreacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS.
ATP: Reacciones acopladas y transferencia de energía

Las células acostumbran a guardar la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. Funciona como unaMONEDA ENERGÉTICA.
La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para:
| obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas; |
| transporte a través de las membranas |
| trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc. |
Estructura del ATP:es un nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato.

Imagen modificada de http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/atpstruc.html
Note que las cargas altamente ionizables de los grupos fosfatos hacen que se repelan unos de otros; por lo tanto resulta fácil separar uno o dos Pi (fosfatos inorgánicos, forma corta del HPO42-) del resto de lamolécula.
La hidrólisis del ATP da: 
1. ATP + H2O ---> ADP + Pi
El cambio de Energía libre.G o' = -7,3 Kcal/mol --> muy exergónica (elG de una célula viva está en - 12 Kcal/mol)
2. La hidrólisis del adenosín difosfato da: ADP + H2O ---> AMP + Pi
G o' = -7,2 Kcal/mol --> muy exergónica
Para sintetizar ATP (adenosín-trifosfato) a partir de ADP (adenosín-difosfato) se debe suministrar...