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Principios de Bioenergética
 Bioenergética: Rama de la bioquímica que estudia la transferencia

y utilización de energía ...
Leyes de la Termodinámica
1.- Conservación de la energía.
“La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma de una...
2.- Segunda ley.
Establece que para que un proceso ocurra de manera espontánea, es
necesario que la entropía total de un s...
Energía libre o energía de Gibbs (G)
La única energía que pueden utilizar las células es la energía libre,
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Bioenergética panorámica
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CATABOLISMO
•Degradación
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  1. 1. Introducción a la Bioenergética. García Marino Ma. Isabel Salazar Parra María de los Angeles Salazar Villa Francisco Orfanel
  2. 2. La Bioenergética es el estudio cuantitativo de la transferencia y utilización de la energía en los sistemas biológicos. Energía solar Aprovechan la energía: Autótrofos  A partir de la energía solar (Autót.) CO2 fotosintétic Oros nutrientes  A partir de componentes químicos de su os (plantas) entorno (Heterót.) Utilizan la energía para la producción de un trabajo biológico . CO2 H2O Polisacaridos Lipidos Proteina a. nucleicos Heterótrofos quimiosintétic os(animales)
  3. 3. Principios de Bioenergética  Bioenergética: Rama de la bioquímica que estudia la transferencia y utilización de energía en los sistemas biológicos. Comprende el estudio cuantitativo de los cambios de energía de las reacciones bioquímicas.  Sistema: se denomina sistema termodinámico a aquella parte del universo que se está observando. El entorno es el resto del universo. El sistema y su entorno constituyen el universo. Las células vivas y los organismos son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el entorno.  Estado de un sistema: forma de comportarse el sistema en un instante dado. Cuando se produce una variación en el estado de un sistema, se dice que este ha sufrido una transformación. Ej.: Transformación de un gas Estado inicial Estado final  Funciones de estado: aquellas funciones termodinámicas cuyo valor depende sólo del estado del sistema. ESTADO FINAL ESTADO INICIAL
  4. 4. Leyes de la Termodinámica 1.- Conservación de la energía. “La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra” Ej: los animales convierten la Eª química (ATP) en - calor (mantenimiento Tª) -Trabajo(Eª mecánica, Eª eléctrica, otras formas de Eª química) H = ENTALPÍA (contenido calórico del sistema) (J/mol) ΔH = calor que se libera o se absorbe durante una reacción ΔH (-).... EXOTERMICA (libera calor) ΔH (+) .... ENDOTERMICA (absorbe calor)
  5. 5. 2.- Segunda ley. Establece que para que un proceso ocurra de manera espontánea, es necesario que la entropía total de un sistema aumente. Entropía es la extensión de aleatoridad o desorden del sistema y alcanza su punto máximo conforme se alcanza el equilibrio. S = entropía (medida cuantitativa del desorden) (J/mol K) (ΔS sistema + ΔS entorno ) > 0 = proceso espontáneo  FÓRMULA: ΔG = ΔH - T ΔS (relaciona los dos principios)  Simbología y significado: ΔG = variación de la Eª libre ΔH = variación de la entalpía (cambio calorífico) T = Tª absoluta ΔS= variación de la entropía (grado de orden)
  6. 6. Energía libre o energía de Gibbs (G) La única energía que pueden utilizar las células es la energía libre, porque es la única capaz de realizar trabajo durante una reacción a Tª y presión constantes en trabajos biológicos.  Proporciona información sobre: La dirección de la reacción química Composición en el equilibrio La cantidad de trabajo desarrollado por la reacción  Variación de energía libre (∆G) Predice si una reacción es posible energéticamente o no - ∆G = 0 Proceso en equilibrio - ∆G > 0 Reacción endergónica, consume energía (no espontánea) - ∆G < 0 Reacción exergónica, genera energía (espontánea) -
  7. 7. Bioenergética panorámica anabolismo y catabolismo. CATABOLISMO •Degradación (nutrientes), oxidativo •Genera energía, produce ATP •Los productos finales son materias primarias del anabolismo. •Genera desechos que se excretan al entorno. •LISIS: Destrucción Nutrientes que contienen energía: Glúcidos Grasas Proteínas. Catabolis mo de una célula por Productos finales rotura de la no energéticos: membrana celular CO2, H2O y NH3 del Metabolismo Macromolécu las celulares: Proteínas Polisacáridos Lípidos Ácidos nucleícos. ADP+P i NAD+ NADP+ ATP NADH NADP H energético, Anabolis mo Moléculas Precursoras: Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos Bases nitrogenadas ANABOLISMO •Reacción biosintesis, reductivo •Utiliza energía, consume ATP. •Los productos finales son materias primas del catabolismo • GENESIS: origen de estructuras
  8. 8. Rutas centrales del metabolismo Sirve para: Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula Que las vías de síntesis y degradación no esté activas a la vez. Núcleo -replicación ADN -Síntesis de tRNA y mRNA Retículo Endoplasmico: -síntesis de lípidos y transporte intracelular. Nucleólo Síntesis de rRNA RIBOSOMAS Síntesis de proteínas Las rutas catabólicas y anabólicas no son inversas las unas de las otras. Mitocondrias: Ambas rutas tienen a menudo Oxidación de localización diferente en piruvato las células Ciclo Krebs Fosforilación oxidativa Oxidación de á. grasos Catabolismo de Citosol: Glucolisis, parte de glucogénesis Pentosas fosfato, síntesis de ácidos grasos de nucleótidos. Aparato de Golgi Maduración de glucoproteínas y otros componentes de las membranas
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