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Seminario II - Bioquimica II

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Contenido: Leyes Termodinámicas, Energía libre. Reacciones Exergónicas y Endergónicas. Acoplamiento de Reacciones Bioquímicas. Relaciones de los Cambios de Energía Libre con el Potencial Redox Estándar y la Constante de Equilibrio.  

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Seminario II - Bioquimica II

  1. 1. UNIVERSIDAD SANTA MARIA FACULTAD DE FARMACIA 6To SEMESTRE SECCION “B” CÁTEDRA: BIOQUÍMICA II. PROFESORA: ANA MARIA CAMERO.
  2. 2. Leyes Termodinámicas: Interpretación y aplicación en sistemas vivientes. En los seres vivos, las conversiones energéticas están gobernadas por las leyes de la termodinámica, éstas estudian la conversión de una forma de energía en otra.
  3. 3. Primera Ley de la Termodinámica. Dice que "La energía del Universo permanece constante". Los seres vivos son sistemas abiertos que transfieren materia y energía con el ambiente. Cuando en un ser vivo ocurre un proceso determinado, la energía que se pierde o se disipa es igual a la que gana el ambiente. Establece que la variación de la Energía interna de un sistema es igual a la suma de la energía transferida en forma de calor y la energía transferida en forma de trabajo.
  4. 4. Ejemplo  En una noche de verano, por ejemplo, una luciérnaga convierte la energía química en energía cinética, en calor, en destellos de luz y en impulsos eléctricos que se desplazan a lo largo de los nervios de su cuerpo.
  5. 5. Segunda Ley de la Termodinámica. Expresa que “La entropía del Universo tiende a un máximo" es decir, incrementarse en el tiempo. Esto significa que los procesos naturales espontáneos ocurren siempre en una misma dirección: la que conduce a un aumento de la entropía. Tercera Ley de la Termodinámica Está afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto. La tercera ley indica que la entropía de una sustancia en el cero absoluto es nula. Por consiguiente, provee de un punto de referencia para la determinación de la entropía.
  6. 6. Energía Libre “ La energía libre termodinámica es la cantidad de trabajo que un sistema termodinámico puede realizar.” La energía libre es aquella porción de cualquier energía de la primera ley que está disponible para realizar trabajo termodinámico, es decir, el trabajo por medio de energía térmica. Las funciones de energía libre son transformadas de Legendre (cada una de sus primeras derivadas son función inversa de la otra) de la energía interna.
  7. 7. La Energía Libre de Gibbs. Es la más útil ya que además de incluir todo cambio de entropía producto del calor, hace lo mismo por el trabajo requerido para "dejar espacio para moléculas adicionales" producidas como consecuencia de diversos procesos. G = H - TS, H = U + pV La Energía Libre de Helmholt. Mide el trabajo obtenible en un sistema cerrado en condiciones de temperatura constante. No depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema.
  8. 8. Reacciones Exergónicas. Es una reacción química donde la variación de la energía libre de Gibbs es negativa, esto nos indica la dirección que la reacción seguirá. A temperatura y presión constantes una reacción exergónica se define con la condición: Que describe una reacción química que libera energía en forma de calor. Son una forma de procesos espontáneos, pero esto no significa que la reacción transcurrirá sin ninguna limitación o problema.
  9. 9. Reacciones Endergónicas: Es una reacción química en donde el incremento de a energía libre de Gibbs estándar debe ser positivo, Bajo condiciones de temperatura y presión constantes. describe una reacción química que consume energía en forma de calor. La constante de equilibrio de la reacción está relacionado a ΔG por la relación: ΔG entonces implica: de modo que a partir de las cantidades de estequiométricas una reacción se movería hacia la izquierda del equilibrio, y no a la derecha.
  10. 10. Acoplamiento de Reacciones Bioquímicas. Muchos procesos bioquímicos Endergónicas se realizan gracias al acoplamiento a reacciones Exergónicas.
  11. 11. El acoplamiento de las reacciones Endergónicas y Exergónicas está mediado por intermediarios de alta energía. Los compuestos ricos en energía: • Liberan energía mediante hidrólisis y transferencia de grupo (rotura de enlace rico en energía). • Transfieren la energía en una sola reacción. • Son aquellos que ceden una energía >25 kJ/mol (potencial de transferencia de grupo).
  12. 12.  Se dice que los enlaces fosfoanhídridos del ATP son de alta energía (ricoenergéticos) en el sentido del que liberan gran cantidad de energía cuando se rompen.  El acoplamiento de reacciones, a la hidrólisis del ATP, consiste muchas veces en la transferencia del grupo fosforilo.
  13. 13. Relaciones de los Cambios de Energía Libre con el Potencial Redox Estándar, y con la Constante de Equilibrio Potencial Redox Estándar. Los potenciales estándares de reducción de varios pares pueden ser listados cuantitativamente, desde los valores más negativos de Eo hasta los más positivos.
  14. 14. Constante de Equilibrio. La ley del equilibrio químico impone una condición a las sustancias que se encuentran en el sistema. Dichas sustancias reaccionarán en un sentido o en el inverso hasta que las concentraciones sean adecuadas para que se cumpla la condición de equilibrio. ΔG° = -RT ln K Caso 1: La constante K es mayor que 1, por lo que ΔG es negativo. Caso 2: La constante K = 1, por lo que ΔG es cero. Caso 3: La constante K es menor que 1, por lo que ΔG es positivo. El cambio de energía libre a las concentraciones arbitrarias definidas por Q está dado por: ΔG = ΔGº + RT ln Q
  15. 15. GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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