Tema 4 Bioenergetica
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L.E. Hector Diaz Garcia
Licenciatura en Enfermería
Bioquímica
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.1. Obtención y consumo de energía de los seres vivos: clasificación.
TODOS LOS ORGANISMOS
FOTÓTROFOS HETEROTROFOS
AUTÓTROFOS (carbono de
CO2)
HETERÓTROFOS (carbono de
compuestos orgánicos)
LITOTRÓFOS (combustibles inorgánicos)
ORGANÓTROFOS (combustibles
orgánicos)
Cianobacterias Plantas vasculares
Bact. Purpura y verdes Bact. del S y del H Mayoría de las bact. Eucario NO fototróficos
Combustible reducido
Combustible oxidado
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
• Entropía (S): Energía que no puede utilizarse para hacer trabajo.
• Entalpia (H): Calor absorbido.
• Energía libre (G): Capacidad para hacer un trabajo.
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. Diagrama de energía:
C6H12O6 + O6
CO2 + H2O
ΔG°= —
Proceso exergónico catabolismo
Espontáneo
La entropía aumentar
Nivel mínimo de energía libre
Nivel máximo de energía libre
libera energía para realizar trabajo
ΔS°= + Los procesos espontáneos tienden al equilibrio
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. Diagrama de energía:
GLUCOSA + O2
CO2 + H2O
ΔS°= —
Proceso endergónico anabolismo
NO Espontáneo
Aumenta la energía para realizar trabajo
ΔG°= +
A mayor organización mayor capacidad para hacer trabajo
PROTEÍNAS
AMINO ÁCIDOS
El orden no se genera solo, se impone
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. Diagrama de energía:
Reversible
ΔG°= 0 No se gana ni se pierde energía: para mantener el equilibrio y la ganancia de energía algunas reacciones bioquímicas en las células son de este tipo ΔS°= 0
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. Diagrama de energía:
ΔS°= +
Procesos acoplados
ΔG°= —
Acoplamiento directo → mismo tiempo y lugar Acoplamiento indirecto → cuando se produce ΔG en un sitio y se produce en otro lugar.
Cuando un proceso exergónico ocurre al mismo momento y lugar que un proceso energónico que aprovecha la energía se denomina: acoplamiento de proceso.
PROTEÍNAS, ADN, ARN, etc.
Amino ácidos, azucares, etc.
C6H12O6 + O6
CO2 + H2O
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.2. Biomoléculas de alta energía.
Tienen por lo menos un enlace de alta energía: cuando se rompe libera -5 kcal/mol o más y que se hidrolicen fácilmente. Tipos: Anhídridos Fosfóricos Tioestéres
Succinil co-A
1,3 Bisfosfoglicerato Ac. Fosfoenol
piruvato
Nota: Todos poseen grupos fosfatos en su estructura
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.3. Fenómeno de acoplamiento. Dependencia e independencia del ATP (adenosín trifosfato)
El ATP puede ser hidrolizado a ADP más un grupo fosfato (H2PO4
2-) o a AMP más pirofosfato.
-7.3 kcal/mol
-7.3 kcal/mol
-3.3 kcal/mol
Hidrolisis
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.4. Cadena transportadora de electrones, fosforilación oxidativa y permeabilidad de las membranas mitocondriales .
Obtención de energía mediante la oxidación de azucares, grasas y proteínas.
La oxidación libera e- lo permite la generación de ATP.
Ciclo de Krebs Y β-oxidación
Es permeable a CUALQUIER sustancia
No es permeable a NADA
La mitocondria es el sitio donde se genera la mayor
cantidad de energía de la
células eucariotas
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.5. Fotosíntesis.
ATP + NADPH
Tiene lugar en los cloroplastos. En dos etapas: reacciones lumínicas y obscuras. Al proceso completo se le conoce como Clico de Klavín.
FÓRMULA GENERAL
Reacciones lumínicas Producción de ATP y NADPH
Reacciones obscuras
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
ADP + NADP
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética.
4.5. Propiedades biológicas del agua, puentes de hidrógeno, producto iónico, pH y amortiguadores de pH.
Todos los procesos que en conjunto llamamos "vida", se llevan a cabo en un medio acuoso o están influenciados por la presencia del agua. En Medicina, el balance hídrico es uno de los factores que tienen mayor influencia en el estado de salud de los seres humanos.
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. 4.5. Propiedades biológicas del agua.
Regulación térmica
Respiración
Digestión
Circulación
Medio ambiente Organismo
Regula la temperatura para que no haya variaciones muy grandes
Conductividad térmica Calor latente de evaporación (evaporamos agua para mantener la TC.)
L.E. Hector Diaz Garcia
Tema 4: Bioenergética. 4.5. Propiedades biológicas del agua.
Regulación térmica
Respiración
Digestión
Circulación
Macroscópica Mitocondrial
Tensión superficial (capa de agua superficial en los alveolos pulmonares: el factor surfactante disminuye la TS) Presión de vapor (humidifica el aire en los pulmones)
H2 + ½ O2 → H2O
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Tema 4: Bioenergética. 4.5. Propiedades biológicas del agua.
Regulación térmica
Respiración
Digestión
Circulación
Constante dieléctrica Reactivo para hidrolisis Tensión superficial
Capacidad de disolver cosas (carbohidratos y proteínas) Digestión de alimentos por hidrolisis
Digestión de lípidos (las sales biliares disminuyen la tensión duperficial de los lípidos por lo que el agua puede fraccionarlos y las lipasas pueden entonces cortarlos)
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Tema 4: Bioenergética. 4.5. Propiedades biológicas del agua.
Regulación térmica
Respiración
Digestión
Circulación Viscosidad Constante dieléctrica Capacidad de disolver cosas
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Tema 4: Bioenergética.
4.5. Propiedades biológicas del agua.
Propiedades generales del agua en el organismo:
1.- Solvente.
2.- Medio de transporte (vehículo).
3.- Determinante estructural.
4.- Reactivo.
5.- Producto de reacción y/o reactivo.
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Tema 4: Bioenergética.
4.5. Puentes de hidrógeno.
El puente de hidrógeno es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar
cargas parciales
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Tema 4: Bioenergética.
4.5.Producto iónico.
Ley de las masas: la velocidad de reacción de las masas es directamente proporcional a la cantidad de masas activadas. En el agua 2 moléculas reaccionan para formar los iones H+ e OH-: a este fenómeno se le conoce como producto iónico (Kw).
Esto ocurre en un mol de agua.
H2O + H2O ↔ H+ + OH -
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Tema 4: Bioenergética.
4.5. pH.
El pH esta basado en la constante de equilibrio de disociación del agua pura a 25 °C (1 x 10-7 Molar), por lo que el valor de pH en la neutralidad es 7: la concentración de H+ e OH- es la misma.
Siempre se cumple que: pH + pOH = 14
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Tema 4: Bioenergética. 4.5. Amortiguadores de pH.
Proteínas y aminoácidos: hemoglobina.
Inorgánicos:
Diferentes sistemas pata mantener el pH sanguíneo