ENERGÍA

Constituyente básico del Universo• Formas: gravitatoria, nuclear, radiante,

calorífica, mecánica, eléctrica, química• Def. Común: “Capacidad para realizar

trabajo”.• Relación Materia-Energia

E = mc2Trabajo → Movimiento

Movimiento CelularTrabajo celular lo realizan Máquinas Moleculares propulsadas por Energía (ATP)

Ejemplos de trabajo en células: 1. Síntesis de biomoléculas, 2. Gradientes de concentración en membranas celulares3. Contracción Muscular

Ejemplos de Máquinas Celulares:1. Proteínas contráctiles2. Complejos Transportadores3. Enzimas

ATP: Adenosina Trifosfato

Su hidrólisis proporciona de forma directa e inmediata Energía Libre para impulsar reacciones bioquímicas endergónicas

Fig. 4.7ATP es un intermediario en el flujo de E desde las mols del alimento a las

reacciones de biosíntesis del metabolismo

ATP

Es ideal para su función como moneda de intercambio energético universal debido a su estructura

Contiene 2 enlaces fosfoanhidrido que al hidrolizarse liberan 7.3 KCal/Mol de E libre

Fig. 4.8

Estructura del ATP

ATP

• Existen enzimas específicas que facilitan la hidrólisis del ATP

• ATP tiene un potencial de transferencia de grupos fosfato intermedio, por lo cual puede transportar grupos fosforilo desde compuestos con mayor E a compuestos con menor E

Transferencia de grupos fosforilo

METABOLISMO

Suma de todas las reacciones de un ser vivo (actividad coordinada y dinámica); es catalizado por enzimas y requiere de Energía (ATP)

• La mayoría de estas reacciones están organizadas en Rutas Bioquímicas

• Cada Ruta está formada por varias rxs secuenciales

Los seres vivos difieren en la estrategia para adquirir Energía de

su entorno

• Autótrofos: transforman la E del sol (fotoautótrofos) o de diversas sustancias químicas (quimioautótrofos) a E de enlace químico

• Heterótrofos : degradan mols de alimentoLa mayoría de formas de vida sobre la tierra utilizan el Sol como fuente última de E Ej. Org fotosintetizadores como las plantas, algunos procariotas y algas captan E luminosa, la utilizan para transformar CO2 en azúcares y otras biomoléculas.

2 clases principales de RUTAS BIÓQUÍMICAS

• ANABÓLICAS (biosíntesis)Se sintetizan grandes moléculas complejas a partir de precursores más pequeños →requiere aporte de ELos bloques de construcción (aa, azúcares y ac grasos) se incorporan en mols más complejas

• CATABÓLICAS (degradación)Se degradan mols grandes complejas a productos más pequeños y sencillos.Algunas liberan E y una fracción se captura y utiliza para impulsar rxs anabólicas

ANABOLISMO Y CATABOLISMO

ANABOLISMO Y CATABOLISMOEn los org que utilizan O2 para generar E, las rutas catabólicas transforman los nutrientes en mols pequeñas que son materiales de partida

La Energía (ATP) y el poder reductor (NADPH) que impulsan las rxs de biosíntesis se generan durante los procesos catabólicos al convertirse determinadas mols nutrientes en productos de desecho como CO2 y Agua

Los org anaerobios facultativos y los aerobios estrictos utilizan el oxígeno para generar energía :

• El Ciclo del Acido Cítrico,• La Ruta de Transporte

electrónico• Fosforilación Oxidativa

en eucariotas estos procesos ocurren en la mitocondria.

• En los seres vivos tanto los procesos que capturan energía como los que la liberan constan en gran medida de Reacciones REDOX

• Las cels generan la mayoría de su energía a través de reacciones REDOX en las que transfieren e- desde una mol oxidable a una mol con deficiencia de e- (los e- con frecuencia se añaden en forma de átomos de H o iones hidruro.

RXS REDOX• Transferencia e- entre un donador electrónico

(reductor) y un aceptor electrónico (oxidante)• La oxidación ocurre cuando una sustancia

pierde e-, la reducción cuando gana Ej.• Cu+ + Fe3+ Cu2++ Fe2+

Cu+ Cu2+ + 1e- (Cu oxidado, pierde un e-)

Fe3+ + 1e- Fe2+ (Fe reducido, gana un e-)

• Una mol está más reducida, cuanto más átomos de H posea, es decir es cuando más Energía contiene.

En muchas reacciones se transfieren electrones y protones Ej.

Reducción del piruvato por el NADHEn esta rx redox se transifieren electrones y protones

Reacciones Bioquímicas requieren

Enzimas