Tema 4 Bioenergetica

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

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.)

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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