Saludos jóvenes, hoy nos movemos en nuestros temas del prontuario y pasamos al próximo capítulo y nos corresponde hablar de metabolismo y la generación de energía para que una célula pueda hacer los procesos biológicos para que esté viva y obviamente antes de hablar específicamente del tipo de metabolismo que las células llevan a cabo y cómo se genera la molécula universal de energía que es ATP y vamos a conocerle, vamos a hablar de ella. Antes de eso, tenemos que traer entonces algunos tipos de conocimientos básicos e importantes para que podamos comprender por qué la energía es tan importante en los procesos biológicos. Y por lo tanto, vamos a traer varios conceptos de física para poder entender la parte de energía. Y el primer concepto de física que voy a traer es este que está aquí mostrándose en esta transparencia, en donde le habla que la energía puede existir en dos tipos de estados. estado puede existir en un estado donde esté almacenada que es lo que se conoce como la energía potencial y puede existir en un estado entonces donde la energía se libera y produce movimiento que entonces lo que se llama la energía cinética por lo tanto la energía puede estar en dos tipos de estado un estado de almacenaje donde está guardada un estado donde se libera esa energía y esa energía produce entonces trabajo produce entonces lo que conocemos como el trabajo que la energía cinética traduciendo esto a la parte biológica obviamente esto tiene conceptos de física y aplica conceptos físicos pero atrás más que extrapolando esto a los conceptos de biología entonces la energía potencial usted almacena en un enlace covalente cuando te forman un enlace con ese compartir de electrones La energía usted la almacena en ese enlace y por lo tanto se encuentra almacenada, por lo tanto se encuentra en forma potencial.
A la vez que usted hidrolisa, usted rompe ese enlace potencial, entonces usted libera la energía que está contenida en ese enlace, por lo tanto la convierte en energía cinética. Y esa energía liberada es la que se utiliza entonces para hacer los procesos biológicos de la vida. Además de esto... Quiero traer entonces varios conceptos de termodinámica porque también aplican a los procesos energéticos y obviamente rigen los procesos que utilizamos para estar vivos.
Y dentro de la termodinámica hay unas leyes, hay varias, pero solamente voy a traer dos leyes de termodinámica para nuestro curso de biología general. Y esas dos leyes de termodinámica las encuentra en este diagrama o transparencia. Y las leyes son las siguientes.
La primera ley. de termodinámica dice que la materia no se crea ni se destruye sólo se transforma por lo tanto la primera ley de termodinámica aplica al flujo de energía en biología porque usted lo que está haciendo es que usted está transformando distintos tipos de energía para entonces lograr que la vida pueda ocurrir me explico la energía biológica que se utiliza viene normalmente de la luz del sol O sea que la energía lumínica, la energía de la luz del sol, los fotones, son transformados en energía química. O sea que vamos a aprender aquí que a través del proceso de fotosíntesis, la energía de la luz se transforma en energía química, se guarda en un enlace y entonces nosotros lo que hacemos es utilizar esa energía química para estar vivos. O sea que la materia no se crea ni se destruye.
Solo se transforma. Usted está transformando energía lumínica en energía química y esa energía química está almacenada en un enlace y ese enlace al romperse usted lo convierte en la energía. Usted libera la energía, la convierte en energía cinética que la utiliza para sus procesos vivos. La segunda ley de termodinámica lo que nos dice es que no hay proceso 100% efectivo. Sino que en los procesos energéticos no hay 100% de eficiencia, siempre hay una pérdida de energía y esa pérdida de energía se convierte en calor.
Por lo tanto, en la conversión de energía lumínica a energía química que almacenamos en un enlace, cuando usted rompe ese enlace para crear la energía para estar vivo, parte de esa energía que se libera va a perderse en forma de calor. Y por lo tanto, no hay un proceso energético 100% efectivo. Siempre hay una pérdida de energía y la pérdida se hace a través de calor. Por eso los seres vivos emitimos calor.
Porque cuando rompemos los enlaces para generar energía, para poder estar vivos, hay una pérdida y esa pérdida es en forma de calor. Lo mismo que obviamente los motores de los automóviles, los motores de los carros no son 100% efectivos, hay una pérdida de calor. Y por eso es que se calienta su carro.
Dentro del metabolismo vamos a ver que es una suma de reacciones químicas. Así que cuando usted mira el metabolismo, usted va a ver que el metabolismo es una suma de reacciones químicas que ocurren en las células. Y quizás en su curso de química general ya le han hablado de esto. Pues mi misión aquí es traer. este tipo de reacciones o los tipos de reacciones en biología para que usted pueda comprender lo que está pasando dentro del metabolismo que es o entonces son reacciones químicas como tal.
Las reacciones químicas caen dentro de dos categorías. Pueden ser reacciones donde básicamente liberan energía. Si la reacción química libera energía se le conoce como una reacción exergónica o exotérmica.
Las reacciones exergónicas o exotérmicas liberan energía. ¿Qué quiere decir eso? Pues aquí tú estás viendo una gráfica donde estás viendo el progreso de la reacción, estás viendo la energía libre que contiene cada uno de los componentes, en este caso los reactivos vean toda la energía que contienen. En el proceso de los reactivos convertirse a producto en esa reacción química, están liberando energía. Por lo tanto, los productos van a tener menos energía que los reactivos a una reacción donde los productos...
tienen menos energía que los reactivos, esa energía se libera, se le conoce como una reacción exergónica o exotérmica. La forma en que se mide energía es lo que se conoce como delta G. Delta G o la energía libre de Gibbs, G-I-B-B-S.
La energía de Gibbs es la medida de energía en una reacción. Y el delta G es la diferencia entre la energía de los reactivos versus la energía de los reactivos. de los productos. En el caso que usted está viendo aquí, los productos tienen menos energía que los reactivos, por lo tanto delta G va a ser negativo y eso significa que esta reacción es exergónica porque libera energía.
Reacciones que requieren energía para que ocurran. En otras palabras, usted tiene que añadir energía para que ellas ocurran. Reacciones que requieren energía para que ocurran.
se le conocen como reacciones endergónicas. Las reacciones endergónicas, usted tiene que añadir energía para que esa reacción pueda ocurrir. Por lo tanto, en esas reacciones, usted está viendo aquí que está la energía de los reactivos, está viendo que los productos tienen más energía que los reactivos, por lo tanto, usted está añadiendo energía para que la reacción ocurra.
Si eso es así, que los productos tienen más energía que los reactivos, usted tiene una reacción endergónica. Las reacciones endergónicas entonces su delta G va a ser positivo. Por otras palabras, los productos van a tener más energía que los reactivos. En la naturaleza, las reacciones que tienen delta G negativo son favorables que ocurran espontáneamente. En otras palabras, en la naturaleza, las reacciones exergónicas o exotérmicas son favorables.
Que ocurran espontáneamente porque su delta G es negativo. Reacciones con delta G positivo, reacciones endergónicas o endotérmicas no son favorables que ocurran espontáneamente porque usted tiene que añadir energía para que puedan ocurrir. Por lo tanto, la molécula universal de energía lo es ATP en sistemas biológicos.
ATP, como está pudiendo observar aquí, es una molécula que consiste de tres grupos fosfatos, una azúcar, que es una pentosa, que es una ribosa, y una base nitrogenada. Por lo tanto, ATP, que se llama trifosfato de adenosina, es un nucleótido jóvenes. ATP es uno de los monómeros que conforman el RNA. Y este monómero ha sido escogido como la molécula universal.
Así que ATP, que nosotros estudiamos en clase que un nucleótido tenía una ribosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato, ATP es también utilizado como la molécula universal de energía en una célula. ¿Cómo funciona ATP? Pues aquí está viendo que ese último enlace fosfato de ATP es donde se guarda la energía. Aquí, cuando usted forma este enlace, usted almacena la energía que necesita para los procesos biológicos.
Así que hidrolizando ese enlace, rompiendo ese enlace, usted libera la energía que usted necesita para esos procesos biológicos como tal. O sea... Que cuando ATP se hidrolisa, cuando ATP se utiliza como fuente de energía, se rompe ese último enlace fosfato, se desprende ese enlace fosfato, ahora ese fosfato se le conoce como PI o fosfato inorgánico, o sea el grupo fosfato que no está asociado a ninguna molécula orgánica y ADP, difosfato de adenosina.
Porque solamente tiene dos fosfatos. Así que usted como podrá imaginarse para formar ATP, entonces tengo que... Entrar energía, añadir energía para formar este enlace covalente y entonces almacenar esa energía en ese enlace covalente que está ahí disponible como energía potencial para que una vez que usted hidrolice este enlace lo convierte en energía cinética que es la que usa para sus procesos biológicos como tal. Analizando un poquito lo que hemos aprendido y obviamente. Volviendo a repasar, vimos que las reacciones que tienen delta G positivo son reacciones endergónicas y por lo tanto usted tiene que aplicarles energía para que puedan ocurrir y esas reacciones no son favorables que ocurran espontáneamente en la naturaleza, mientras que reacciones exergónicas son reacciones que liberan energía y por lo tanto ese tipo de reacción entonces es una reacción que es favorable que ocurra espontáneamente.
Pues aquí le estoy mostrando cómo la utilización de ATP permite que una reacción que obviamente tiene un delta G positivo en esta reacción, obviamente para formar el aminoácido glutamina, vimos que los aminoácidos, esto es uno de los aminoácidos glutamina, y ácido glutámico es otro aminoácido, así que está viendo que a partir de ácido glutámico usted le añade amonia y usted termina con glutamina, el delta G es positivo, por lo tanto no es favorable que ocurra espontáneamente ahora. Si usted entonces añade ATP a la reacción, entonces hace que como un todo, calculando ambas reacciones como un todo entonces ahora el delta g se vuelve negativo por lo tanto se vuelve favorable que ocurra espontáneamente y parte de la síntesis de glutamina ocurre de esta forma como te está viendo en esta reacción en donde la adicción de ATP provee la energía para que esta reacción ahora tenga la energía suficiente y el delta g sea negativo y sea entonces favorable para que ocurra de manera espontánea Por lo tanto, el flujo de energía en cualquier célula se resume en este diagrama que usted tiene frente a usted, en donde usted está viendo que obviamente ATP es el participante, el protagonista de todo esto. Cuando ATP entonces se hidrolisa, entonces se libera energía para hacer el trabajo celular.
ATP que se consume se forma en ADP más fosfato inorgánico. Ahora usted tiene que añadir la energía para entonces reformar ese ATP para que usted entonces lo vuelva a consumir. Y la célula está constantemente entonces utilizando ATP para sus procesos biológicos y entonces tiene que usted entonces añadir energía para reformarlo otra vez.
O sea que en plantas la luz del sol, la energía lumínica se convierte en energía química y se forma ATP. ATP es entonces utilizado por la célula vegetal para que entonces ella pueda hacer sus procesos biológicos y entonces ese ATP se regenera otra vez con el proceso de fotosíntesis. En el caso de nosotros, ese ATP tenemos que entonces consumir nosotros energía para poder formarlo, utilizarlo en nuestros procesos biológicos y por eso entonces el proceso de consumo de energía nosotros tenemos que consumir, tenemos que alimentarnos para que al alimentarnos. provee a la energía para formar el ATP que necesitamos para hacer nuestros procesos biológicos.
Y ya ve que entonces ATP es el protagonista de los procesos biológicos de cualquier célula, en la formación, en el consumo y así está una y otra y otra vez, en donde la energía se almacena en ese enlace para formar ATP. Los veo, jóvenes.