medicina veterinaria

CBI 111

Biología Celular
Instituto de Ciencias Naturales

Resumen 1 Módulo III
Metabolismo celular: principios elementales de bioenergética

2011

RESUMEN 1 MODULO III
METABOLISMO CELULAR: PRINCIPIOS ELEMENTALES DE
BIOENERGÉTICA
Animales, plantas y organismos unicelulares se distinguen de cualquier estructura
inerte por estar vivos, y el mantener esta propiedad requiere deenergía. Las células
vivas son estructuras muy ordenadas que, aparentemente, no cumplen la segunda ley
de la termodinámica, según la cual, todos los procesos tienden hacia un estado de
máximo desorden (mínima energía libre). Pero las células no se pueden considerar
aisladamente, ya que son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el
exterior. Así, al evaluar conjuntamente las célulasy su entorno, se verá que sí se
cumple aquella ley: las células, al desprender calor, crean y aumentan su orden
interno a expensas de su entorno, al que hacen, cada vez, más desordenado. El área
de las ciencias físicas que trata de los cambios de energía en sistemas materiales es la
termodinámica, la cual tiene dos principios:
1. La energía que requiere un ser vivo (sistema abierto) o tambiénuna reacción
química en particular, para existir (realizar procesos) la obtiene del universo (su
entorno). La cantidad total de energía del universo es constante; así surge la primera
ley de la termodinámica: “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma y se
redistribuye”. Esto es determinante para la existencia de estos seres vivos.
2. Se refiere a la disponibilidad de energía.La primera ley no explica como ocurre la
transferencia (redistribución) de ella. Para explicarlo se basa en el concepto de
entropía.
Entropía: es la tendencia de un sistema a un estado más probable. En la naturaleza el
estado más probable es el desorden, de modo que cada sistema tiende a aumentar su
desorden; esto implica aumento de la entropía o al menos permanece constante (=
caosentrópico). El análisis termodinámico de un sistema se preocupa de la
transferencia de energía entre un sistema y el universo desde una condición inicial a
una terminal. Para este estudio se requiere del conocimiento de la relación de J. W.
Gibas, ?G = ?H – T?S, donde:
? G = cambio en la energía libre de Gibbs
? H = cambio en la entalpía
T = temperatura absoluta (ºK)
? S = cambio en la entropía delsistema
En otras palabras, corresponde al total de energía disponible para la realización de
procesos. Este valor es medible en actividades de laboratorio.
Entalpía: corresponde al contenido calórico del sistema disponible para la realización
de procesos, es decir, es la energía que el sistema puede entregar si es colocado en un
ambiente a 0 ºK (“cero absoluto”).
Si ?G es < 0 implica que elproceso ocurrirá en forma espontánea. Los procesos
espontáneos ocurren por disminución de la energía libre de Gibbs = exergónicos.
Si ?G es > 0 implica que el proceso no es espontáneo; para que ocurra necesita de un
aporte de energía del universo. Este incremento en la energía libre de Gibbs de un
proceso indica que es de tipo endergónica.

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RESUMEN 1 MODULO III
Si ?G es = 0 implicaque no hay proceso. El sistema se encuentra en equilibrio
termodinámico.
La célula se encuentra lejos de este equilibrio, por lo tanto, requiere de sistemas de
regulación en su organización.
Transferencia de energía en los seres vivos: bioenergética.
La cantidad de energía consumida por los procesos endergónicos es superior a la
cantidad de energía producida por los procesos exergónicos, porlo tanto, el universo le
suministra energía a los seres vivos en forma continua y permanente. Ejemplos de
procesos endergónicos son el transporte activo de sustancias y formación de
estructuras celulares, entre otros. Procesos exergónicos serían la degradación de
macromoléculas y ruptura de estructuras celulares.
Los organismos autótrofos (como son los organismos fotosintetizadores)...