Metabolismo y energía I

Chicos:

Tenemos esta lectura introductoria al metabolismo.

Es corta. y tiene muchos conceptos que utilizaremos en clase. puedes imprimir las figuras e ilustrar tu resumen realizado a mano.
Recuerden que es fin de semana de película. Deben de ver "Super size me" o en en español llamada Super engordame. Sólo acudan a youtube.

Metabolismo y energía

Tomado de: http://academia.cch.unam.mx/wiki/biologia3y4/index.php/Metabolismo_y_energ%C3%ADa

LECTURA

Aprendizajes

El alumno:

.conocerá a la energía en términos bioquímicos.

.conocerá al ATP como “moneda” universal de energía.

.diferenciará los procesos del catabolismo por los cuales se obtiene energía útil en forma de ATP a partir 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:

1.Potencial: es la capacidad de realizar trabajo como resultado de su estado o posición. Puede estar en los enlace químicos, en un gradiente de concentración, en un potencial eléctrico, etc.

Figura 1 Energía Potencial

Figura 2. Energía Cinética

2.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 que la energía pueda ser transformada de un tipo de energía a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica. Sus leyes son aplicables 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 un tipo de energía a otra.

2º Ley: no toda la energía puede ser usada y el desorden tiende a aumentar, lo que se conoce como entropía.

Metabolismo

Todas las formas de vida están basadas en prácticamente las mismas reacciones bioquímicas. Cada uno de los compuestos que se generan en este conjunto de reacciones se le denominan compuestos endógenos o metabolitos y al conjunto de todas las reacciones que suceden en una célula se le denomina metabolismo.

Todas las transformaciones de las moléculas tienen dos funciones principales: la primera, proporcionar a las células, materiales que requieran para sus distintas funciones, siendo la más importante la renovación constante de sus propias moléculas; la segunda, obtener diferentes formas de energía para mantener las funciones vitales.

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 las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS

ATP: reacciones acopladas y transferencia de energía

El ATP pertenece al grupo de los nucleótidos, por lo tanto está compuesto por una base nitrogenada (adenina), una pentosa (ribosa) y tres grupos fosfato, con enlaces de alta energía. ATP significa adenosina tri fosfato, o trifosfato de adenosina.

Las células acostumbran guardar la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el ATP, las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. Es el intermediario energético, llamado “moneda” universal.

La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP (adenosin difosfato)y Pi (fósforo inorgánico). Esta energía puede usarse para:

obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas;

transporte de materiales 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.

Figura 3. Estructura del ATP

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 HPO₄ ^2-) del resto de la molécula.

La hidrólisis del ATP da:

ATP + H₂O-------------------------------------- ADP + Pi

Figura 4. Hidrólisis del ATP

El cambio de Energía libre

G = -7,3 Kcal/mol muy exergónica

2. La hidrólisis del adenosín difosfato da:

ADP + H₂O ------------------------------------------- AMP + Pi

G = -7,2 Kcal/mol ---------------------------------------------- muy exergónica

Para sintetizar ATP (adenosín trifosfato) a partir de ADP (adenosín difosfato) se debe suministrar por lo menos una energía superior a 7,3 Kcal. Las reacciones que típicamente suministran dicha energía son la reacciones de oxidación.

ADP + Pi + energía libre ------------------------------------- ATP + H₂O

Síntesis del ATP Las células requieren energía para múltiples trabajos: Sintetizar y degradar compuestos entre otras actividades.