TERMODINAMICA
PRIMERA LEY. La energía se conserva. Donde la energía total del sistema más el entorno es constante.
SEGUNDA LEY. Cualquier sistema que esté libre de influencias externas, tiene una tendencia a aumentar la entropía (desorden) al máximo.
¿Cómo prevenir el desorden?
Solución 1: Uso de barrera física para aislar la estructura interna del medio acuoso externo.
Resumen de permeabilidades relativas que entran en la bicapa de fosfolípidos de la membrana celular.
Moléculas hidrofobicas: O2, CO2 y N2 entran fácilmente.
Moléculas pequeñas polares sin carga: H2O y glicerol tienen un acceso mas complicado.
Moléculas grandes polares y sin carga: glucosa y sucrosa no pueden atravesar la barrera
Iones: Hidruro, Sodio, Carbonato, Calcio, Cloruro, Magnesio y Potasio son rechazadas.
¿Cómo las macromoleculas se ensamblan para formar complejos supramoleculares?
Por puentes de hidrogeno
Por uniones electrostaticas
Por efecto hidrofobico
La secuencia de aminoacidos de un polipeptido esta programada por un gen. Un gen se compone de regiones de ADN, un polimero de acidos nucleicos. El ADN es transmitido por los mecanismos de herencia. Una hebra de acido nucleico es un polimero de nucleotidos. Los acidos nucleicos son polimeros de monomeros llamados nucleotidos. Éstos nucloetidos se forman de 3 partes: una base nitrogenada, una pentosa y un grupo fosfato.
El genoma humano se compone de 23 pares de cromosomas. Hay material genetico en todas las celulas con excepcion de las celulas rojas sanguineas. Asimismo el genoma humano tiene de 30000 a 40000 genes.
El flujo de informacion genetica va desde el ADN al ARN y de ahí a las proteinas.
La sintesis deproteinas ocurre en los ribosomas. En celulas eucariotas el ADN, se encuentra en el nucleo y la ribosomerasa en el citoplasma con RNAs mensajeros como intermediarios.
LOS ORGANISMOS TRANSFORMAN ENERGIA
La energia es la capacidad para hacer un trabajo.
La energia cinetica es el movimiento de la energia como por ejemplo, el movimiento de los fotones.
La energia potencial es la energia que la materia posee debido a su estructura. La energia quimica es una forma de energia potencial en moleculas debido a la disposicion de los atomos.
La primera ley de la termodinamica establece que la energía puede ser transferida y transformada, pero no que sea creada o destruida. Por ejemplo, la plantas transforman la luaz en energia quimica, pero ellas no producen energia.
LOS ORGANISMOS VIVEN A EXPENSAS DE LA ENERGIA LIBRE
Los procesos espontaneos son aquellos que pueden ocurrir sin ayuda externa. Tambien incrmeentan la estabilidad de un sistema.
Los procesos no esponatenos son aquellos que ocurren solamente si se añade energia a un sistema y presenta inestabilidad en el sistema.
La energia libre es una porcion de la energia del sistema y este es capaz de realizar un trabajo cuando la temperatura es uniforme en todo el sistema. La energia libre (G) en un sistema esta relacionado con la energia total (H) y la entropia (S) por esta condicion:
G= H – TS
Donde T es la temperatura en unidades Kelvin.
Los sistemas que tienen un alto contenido de energía libre-resortes comprimidos, cargas separadas, son inestables y tienden a moverse hacia un estado más estable a uno con menos de energía libre.
Para que un sistema sea espontáneo, el sistema debe renunciar a la energía (disminución de la H), renunciar al orden(disminución de la S), o ambos.
-Delta G debe ser negativo.
-Cuanto mayor es la disminución de energía libre, mayor es la cantidad máxima de trabajo que un proceso espontáneo puede realizar.
Las reacciones químicas se pueden clasificar como endergónicas o exergonicas en base a la energía libre.
Una reacción exergonica procede con una liberación neta de energía libre y delta G es negativo.
La magnitud del delta G para una reacción exergonica es la cantidad máxima de trabajo de la reacción que puede llevar a cabo.
-Para la reacción general de la respiración celular:
C6H12O6+ 6O2-> 6CO2+ 6H2O
Delta G: -686 kcal/mol
Los productos tienen 686 kcal menos que la energía de los reactantes.
Una reacción endergónica es la que absorbe la energía libre de sus alrededores.
Las reacciones endergónicas almacenan energía, tienen un Delta G positivo, y son reacciones no espontaneas.
Las células mantienen un desequilibrio porque ellas tienen un flujo constante abierto de material dentro y fuera de la célula.
Una célula tiene tres tipos principales de trabajo:
El trabajo mecánico: movimiento de los cilios, la contracción de las células musculares, y el movimiento de los cromosomas
El trabajo de transporte: el bombeo de sustancias a través de membranas en contra de la dirección del movimiento espontáneo
El trabajo químico: reacciones endergonicas de conducción, tales como la síntesis de polímeros a partir de monómeros.
• En la mayoría de los casos, la fuente inmediata de energía que funcionan los poderes celulares es el ATP.
El ATP (trifosfato de adenosina) es un tipo de nucleótido que consiste en la base nitrogenada adenina, el azúcar ribosa, y una cadena de tres grupos fosfato.
Las uniones entre los grupos fosfato se puede romper por hidrólisis.
-La hidrólisis del grupo fosfato final, formas difosfato de adenosina [ATP -> ADP + Pi] y libera 7,3 kcal de energía por mol de ATP en condiciones estándar.
-En el delta G de las células es de unos -13 kcal / mol.
El ATP es un recurso renovable que se regenera continuamente mediante la adición de un grupo fosfato a ADP. La energía para apoyar la renovación viene de reacciones catabólicas en la célula.
Las leyes de la termodinámica parecen favorecer la descomposición de las proteínas, el ADN y otras moléculas complejas.
-Sin embargo, en las temperaturas típicas de la célula no hay suficiente energía para una gran mayoría de las moléculas.
-Sin embargo, una célula debe ser metabólicamente activo.
-El calor podría acelerar las reacciones, pero también sería desnaturalizar las proteínas y matar a las células.
Para evitar eso presentamos a las enzimas
Reacciones enzimáticas de velocidad mediante la reducción de EA.
-El estado de transición a continuación, puede llevar incluso a temperaturas moderadas.
• Las enzimas no cambian delta G.
-Se acelera las reacciones que se producen con el tiempo.
-Debido a que las enzimas son tan selectivas, que determinan los procesos químicos que puedan ocurrir en cualquier momento.
Un sustrato es un reactivo que se une a una enzima. Cuando un sustrato o sustratos se unen a una enzima, la enzima cataliza la conversión del sustrato al producto.
No hay comentarios:
Publicar un comentario