Energía y Metabolismo

Bio1112009

Energía

• Capacidad para hacer trabajo• Cualquier cambio en el estado o movimiento

de la materia• Se puede medir en calor (energía)• Se puede medir en calorías o kilocalorías

Figure 6-1Page 122 POTENTIAL

Energy of position

KINETICEnergy of motion

Formas de energía

• PotencialPotencial para hacer trabajo, relativo a la posición o

estado de la materiaEnergía química es potencial – almacenada en los

enlaces• Cinética

movimientoCambio

• Organismos sistemas que intercambian energía con su ambiente

Formas de energía

• Calor• Luz• Química

Leyes de termodinámica

• 1ra Ley –Conservación

La energía ni se crea ni se destruye

La energía se transforma o cambia de forma

• Los organismos no pueden crear su energía, pero la pueden capturar de su ambiente

Opening image

Closedsystem

Opensystem

Energyexchange

Surroundings Surroundings

(a) Closed system (b) Open system

Leyes de termodinámica

• 2nda Ley- Entropia

La transformación no es 100% eficiente

En cada transformación, se libera una pequeña cantidad de energía en calor

Aumenta la entropia

Entropia es una medida del desorden

Entropía aumenta en todos los procesos naturales

Los organismos solo mantienen su organización adquiriendo energía de su ambiente

• Entalpia es la energía potencial total de un sistema

• Según la entropía aumenta disminuye la energía libre del sistema

• Los organismos requieren transformaciones de energía para disminuir la entropia y mantener su organización

Tipos de reacciones

• Reacción exergónicalibera energía disponible para trabajo

• Reacción endergónicarequiere energía- aumenta energía libreacoplada con exergónica

Free energydecreases

Free energyincreases

Products Reactants

Course of reaction

Free

ene

rgy

(G)

Free

ene

rgy

(G)

Course of reaction

Products

(a) Exergonic reaction(spontaneous; energy releasing

(b) Endergonic reaction(not spontaneous; energy-requiring)

Reacción Exergónica

Respiración celular

Figure 6-6Page 127

Exergonic reactions(release energy)

Endergonic reactions(require energy)

ADP Pi ATP

Reacción endergónica

Fotosíntesis

ATP-Trisfosfato de adenosina

• Nucleótido trifosfatado• Enlaces altamente energéticos• Ciclo entre ATP – ADP• Forma de energía que utiliza la célula para

hacer trabajo • Trabajo celular: transporte activo,

movimiento, división, activación de moléculas

Figure 6-5Page 127

Adenine

Adenosine triphosphate (ATP)Hydrolysisof ATP H2O

Adenosine diphosphate (ADP)Inorganicphosphate (P2)

Figure 6-6Page 127

Exergonic reactions(release energy)

Endergonic reactions(require energy)

ADP Pi ATP

METABOLISMO

Todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo

• AnabolismoSíntesis de moléculas complejas a

partir de moléculas simples• Catabolismo

Degradación de moléculas complejas , para formar moléculas simples

• Redox –reacciones– Substancia que se oxida provee energía– Substancia que se reduce, gana energía– Transferencia de electrones-acopladas– Reacciones esenciales en respiración

celular , fotosíntesis, y otros procesos metabólicos

– En algunos sistemas equivale a transferencia de H

– Participan coenzimas

Coenzimas

• Aceptadores o donantes de H: se oxidan o reducen

• NAD+ Dinucleótido de nicotinamina y adenina• FAD Dinucleótido de flavina

Page 129

Phosphate

Nicotinamide

Adenine

Ribose

NAD+ (oxidized) NADH (reduced)

Phosphate

Ribose

X H++ +X

H

H

+

Enzimas

• Proteínas específicas• Agentes catalíticos• Disminuyen la energía de activación para

iniciar reacciones en la célula• No alteran el producto de la reacción• Requieren condiciones particulares para

funcionar

Figure 6-10Page 130

Energy ofreactants

Activation energy (EA)without enzyme

Activation energy (EA)with enzyme

Changein freeenergy(G)

Energy of products

Progress of reaction

Free

ene

rgy

(G)

Figure 6-15Page 134

Enzyme 1(Threoninedeaminase)

Enzyme 2

Enzyme 3

Enzyme 4

Enzyme 5

-Ketobutyrate

-Aceto- -hydroxybutyrate

-Dihydroxy- -methylvalerate

-Keto- -methylvalerate

Threonine

Isoleucine

Feedback inhibition

(Isoleucine inhibitsenzyme 1)