BIOENERGETICA

BIOENERGÉTICA

Es la rama de la termodinámica que trata de la adquisición, el intercambio y la utilización de energía en los organismos

Una célula viva es una estructura dinámica que crece, se mueve, sintetiza macromoléculas complejas y traslada selectivamente sustancias dentro y fuera de la célula o entre compartimientos. Toda esta actividad requiere energía, por lo que cada organismo debe obtenerla de sus alrededores y gastarla de la manera más eficaz posible

Unidad química de los diferentes organismos vivos

 Los organismos vivos se componen de moléculas inanimadas. Cuando estas moléculas se aíslan y examinan individualmente, cumplen todas las leyes físicas y químicas. No obstante, los organismos vivos poseen atributos extraordinarios que no se observan en ningún conjunto de moléculas inanimadas

Características de la materia viva

Los organismos vivos:

1. Son estructuralmente complicados y altamente organizados. Poseen intrincadas estructuras internas y muchos tipos de moléculas internas

2. Extraen, transforman y usan energía de su entorno, en forma de nutrientes químicos o como energía radiante de la luz solar. Dicha energía les permite construir y mantener sus propias complejas estructuras y realizar trabajo mecánico, químico, osmótico, entre otros

3. Tienen la capacidad de autoduplicarse y autoemsamblarse

4. Cada uno de los componentes de un organismo vivo tiene una función específica. Incluso los componentes químicos intracelulares celulares tienen funciones. La interrelación entre los componentes químicos de un organismo vivo es dinámica

Lógica molecular de la vida

 Las moléculas que componen los organismos vivos cumplen todas las leyes de la química, pero también con otros principios a los que nos referimos como la lógica molecular de la vida. Estos principios no incluyen fuerzas o leyes físicas nuevas. Son un conjunto de relaciones que caracterizan la naturaleza, la función así como las interacciones de las bio- moléculas

Uniformidad química

A pesar de la diversidad biológica todos los organismos vivos son notablemente similares en los niveles químico y microscópico, la bioquímica pretende describir en términos moleculares las estructuras, mecanismos y procesos químicos compartidos por todos los organismos

Constitución de las macromoléculas

 Todas las macromoléculas se constituyen por un número limitado de compuestas simples. La mayor parte de los constituyentes de los sistemas vivos se componen de átomos de carbono unidos covalentemente con otros átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno o nitrógeno

 Los compuestos órganicos de masa molecular menor de 500 daltons, como aminoácidos, nucleótidos y monosacáridos, sirven como subunidades monoméricas de proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos

 Cada clase de macromolécula se compone de una serie reducida y común de subunidades monoméricas. Estas subunidades pueden unirse covalentemente y dar lugar a un repertorio de secuencias ilimitado

 EL ADN se constituye por 4 clases de unidades monoméricas, los desoxirribonucleótidos

 El ARN por 4 clase de rinonucleótidos

 Las proteínas por 20 clases de aminoácidos

 Estas subunidades monoméricas desempañan más de una función en la célula viva. Ejm: los aminoácidos son precursores de hormonas, neutransmisores, pigmentos y biomoléculas

Principios de la lógica molecular

 Todos los organismos poseen las mismas clases de subunidades monoméricas

 Existen patrones comunes en la estructura de las macromoléculas biológicas

 La identidad de cada organismo queda preservada por la posesión de un conjunto distinto de ácidos nucleicos y proteínas

 En conclusión diferentes organismos vivos comparten características químicas comunes. Es decir, las mismas unidades estructurales básicas (células), los mismos tipos de macromoléculas (ADN, ARN, proteínas) compuestas por los mismos tipos de subunidades monoméricas (nucleótidos, aminoacidos), los mismos mecanismos de síntesis de los componentes celulares, el mismo código genético y los mismos ancestros evolutivos

Definición de muerte

Es la tendencia natural inexorable hacia la degradación hasta el estado de menor energía, en donde se restaura el equilibrio entre los organismos vivos y el entorno.

Producción y consumo de energía en el metabolismo

 Las células y el organismo dependen de un suministro de energía constante para oponerse a la tendencia natural hacia la degradación. Las reacciones sintética que ocurren en el seno de una célula requieren energía. El almacenamiento y la expresión de información tiene un coste energético, sin el cual las estructuras ricas en información se transforman en desordenadas y faltas de sentido.

 Las células han desarrollado mecanismos altamente eficientes para capturar energía de la luz solar o para extraer la energía de los combustibles oxidables, y también para acoplar la energía obtenida de este modo con los muchos procesos consumidores de energía que llevan a cabo

Los organismo no se encuentran nunca en equilibrio con el entorno

 El desarrollo de una membrana lipídica que contiene las moléculas solubles en agua, manteniéndolas aisladas, permite la acumulación en concentraciones elevadas. Las moléculas e iones contenidos en un organismo vivo difieren en cuanto a sus características y concentraciones de las que se encuentran en el entorno. Durante el crecimiento, la energía contenida en los alimentos es utilizada para sintetizar moléculas complejas y para concentrar iones del entorno. Cuando el organismo muere pierde su capacidad de obtener energía del entorno. Sin energía, el cuerpo no puede mantener los gradientes de concentración y los iones se filtran hacia el exterior, y los componentes macromoleculares se descomponen en compuestos más simples

Estado Estacionario

 Ocurre cuando la velocidad de aparición de los componentes celulares se corresponde exactamente con la velocidad de su desaparición

 Las moléculas se sintetizan y más tarde se degradan mediante reacciones químicas continuas que implican la existencia de un flujo constante de masa y energía en el sistema

 La constancia en la concentración de componentes no refleja una falta de actividad química, sino que es el resultado de un estado estacionario

Intercambio de energía y materia entre los organismos y el entorno

Las células y organismos deben realizar trabajo para permanecer vivos y reproducirse. La síntesis continua de componentes celulares requiere trabajo químico; la acumulación

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