¡Descarga Introducción a la Bioenergética: Metabolismo, Fuentes de Carbono y Energía y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
Tema 16
IntroducciIntroducciIntroducciIntroducci
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óóóó
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n
al
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n
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metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
metabolismo
y
Bioenerg
éééé
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ticaticaticatica
tica
tica
tica
tica
Bioenergética
CONTENIDOS
CONTENIDOS
Fuentes de Carbono y Energ Fuentes de Carbono y Energ
í í
a para el Metabolismo: a para el Metabolismo:
Anabolismo y Catabolismo Anabolismo y Catabolismo
Bases termodin Bases termodin
á á
micas de las reacciones micas de las reacciones
bioqu bioqu
í í
micas: micas:
Variaci Variaci
ó ó
n de energ n de energ
í í
a libre. a libre.
Acoplamiento energ Acoplamiento energ
é é
tico de las reacciones bioqu tico de las reacciones bioqu
í í
micas. micas.
Compuestos ricos en energ Compuestos ricos en energ
í í
a: Potencial de transferencia de a: Potencial de transferencia de
~P
~P
ATP y su papel biol ATP y su papel biol
ó ó
gico. gico.
Metabolismo:
Suma
de
transformaciones
químicas
que
se
producen en
una
célula
u
organismo (vías metabólicas).
Las vías metabólicas son
interdependientes y susactividades están coordinadas
Funciones:
Degradar moléculas nutrientes para
obtener energía química y para convertirlasen biomoléculas componentes de la célula
Sintetizar y degradar biomoléculas
necesarias en funciones especializadas
Polimerizar precursores monoméricos
en macromoléculas
Introducci
Introducci
ó
ó
n al metabolismo
n al metabolismo
Catabolismo
Anabolismo
Biosíntesis
Requiere energía
Fase de degradación
Liberación de energía
Metabolismo:
Suma de transformaciones químicas que se producen en
una célula u organismo
Cada reacción ocasiona un pequeño cambio químico específico
Un precursor se convierte en producto a través de intermediarios:
metabolitos
Las reacciones enzimáticas están organizadas en las rutas metabólicas
Caracter
Caracter
í
í
sticas
sticas
Células y organismos vivos son sistemas abiertos que intercambian
materiales y energía con su entorno.
Bioenergética:
estudio cuantitativo de la transferencia y utilización
de la energía en los sistemas biológicos. La única energía que pueden utilizar las células es la energíalibre
Energía libre de Gibbs (G)
Utilizan la energía para la producción de un trabajo biológico.
Aprovechan la energía:
A partir de la energía solar
A partir de componentes químicos de su entorno
(nutrientes)
Biosíntesis (anabolismo)
Trabajo mecánico (contracción muscular)
Gradientes osmóticos (transporte contra gradiente)
Trabajo eléctrico (transmisión del impulso nervioso)
Bioenerg
Bioenerg
é
é
tica
tica
∆ ∆
∆ ∆
G > 0
Reacción endergónica, consume energía
Cantidad de energía capaz de realizar trabajo durante una reacción a Tª ypresión constantes
Proporciona información sobre:
La dirección de la reacción química
Composición en el equilibrio
La cantidad de trabajo desarrollado
Variación de energía libre (
∆
G)
∆ ∆
∆ ∆
G = 0
Proceso en equilibrio
∆ ∆
∆ ∆
G < 0
Reacción exergónica, genera energía (espontánea)
Predice si una reacción es factible o no
G = G
P
- G
R
Reactivos
G
R
Productos
G
P
Energ
Energ
í
í
a libre de
a libre de
Gibbs
Gibbs
Bioenergética
A + B
C + D
K
eq
=
[C]
eq
[D]
eq
[A]
eq
[B]
eq
G = - RT ln K
eq
G = 0
En condiciones estándar:
En condiciones fisiológicas:
G
o
G´
G´
es una forma de expresar la constante de equilibrio, característica de cada
reacción bioquímica
G´ = - RT ln K´
eq
25º C, 1 atm presión, [R] y [P] = 1 MpH = 7
Relaci
Relaci
ó
ó
n entre
n entre
G y K de equilibrio
G y K de equilibrio
K´
eq
G
o
R
P
K´
eq
G
o
R
P
K´
eq
G
o
R
P
G
o
´ = - RT ln K´
eq
Relaci
Relaci
ó
ó
n entre
n entre
G
G
y
y
K
K
eq eq
endergónica equilibrioespontánea
Tabla que recoge algunas relacionesentre los valores de las variacionesde energía libre y las K de equilibriode las reacciones
A
B
C
D
∆∆∆∆
G
o
´
1
∆∆∆∆
G
o
2
∆∆∆∆
G
o
3
Las
∆∆∆∆
G
o
de reacciones secuenciales son aditivas
A
D
G
o
TOTAL
G
o
1
G
o
2
G
o
3
Las
reacciones
exergónicas
espontáneas
se
acoplan
a
reacciones
endergónicas para que éstas tengan lugar
A
B
C
D
Exergónica
∆∆∆∆
G
o
´
1
< 0
Endergónica
∆∆∆∆
G
o
´
2
0
G
o
TOTAL
G
o
1
G
o
2
G
o
T
Acoplamiento energético de las reacciones bioquímicas
El
acoplamiento
de
las
reacciones
endergónicas
y
exergónicas
está
mediado por intermediarios de alta energía
Los compuestos ricos en energía:
Liberan la energía mediante hidrólisis y transferencia de grupo (rotura
enlace rico en energía ~)
Son
aquellos
que
ceden
una
energía
25
kJ/mol
(potencial
de
transferencia
de grupo)
Potencial de transferencia de grupo:
Capacidad de un compuesto para de
ceder “el grupo” a otra sustancia,.Se mide por la energía libre desprendida en la hidrólisis del enlace de altaenergía.
Transfieren la energía en una sola reacción
Grupos transferidos:
Fosfato
Acilos
Compuestos ricos en energ
Compuestos ricos en energ
í
í
a y
a y
Potencial de transferencia de
Potencial de transferencia de
P
P
5´-Adenosina trifosfato
Nexo entre procesosdadores de energía yprocesos biológicosconsumidores deenergía
ATP: 5’-Adenosina trifosfato
:
Adenina Ribosa
Enlace fosfoéster
Enlace
fosfoanhidro
ATP
ATP
∆∆∆∆
G´
o
= -49,3 kJ/mol
1,3-Bisfosfoglicerato
3-Fosfoglicerato + Pi
∆∆∆∆
G´
o
= -43 kJ/mol
Fosfocreatina
Creatina + Pi
Flujo de grupos P
Dadores de
P
de alta energía
ATP
Aceptores de
P
de baja energí
a
Fosfoenolpiruvato 1,3-Bisfosfoglicerato Fosfocreatina
Glucosa-6-fosfato Glicerol-3-fosfato
G ∆∆∆∆
´o
de hidrólisis (kJ/mol)
Compuestos Fosfato dealta energía Compuestos Fosfato debaja energía
ATP
Otros metabolitos ricos en energ Otros metabolitos ricos en energ
í í
a a
Valores de energ Valores de energ
í í
a libre est a libre est
á á
ndar de la hidr ndar de la hidr
ó ó
lisis lisis
de algunos compuestos biol de algunos compuestos biol
ó ó
gicos de inter gicos de inter
é é
s s
Fosfoenolpiruvato (PEP)1,3-Bisfosfoglicerato (1,3-BPG) Fosfocreatina
