- Catabolismo: Reacciones llevadas a cabo a través de la degradación de moléculas complejas hasta obtener moléculas mas sencillas que las iniciales o precursoras. Desprenden energía en su realización.
- Anabolismo:Reacciones llevadas a cabo a través de la formación de moléculas complejas mediante moléculas sencillas. Han de absorber energía para su realización.
Las rutas metabólicas o vías metabólicas son una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediario.
Las reacciones bioquímicas están afectadas por 3 factores:
- La entalpía (contenido total de calor)
- La entropía (desorden)
- La energía libre (energía disponible para realizar un trabajo químico)
1º Ley de la Termodinámica
En cualquier transformación física / química la cantidad total de energía del universo se mantiene constante. Ni se crea ni se destruye, se transforma.
- Las reacciones que tienen lugar espontáneamente suelen ser exotérmicas, esto es, con desprendimiento de calor (del sistema).
- El calor que se desprende o absorbe en una reacción a presión constante recibe el nombre de variación de Entalpía (∆H). Las reacciones en las que se desprende calor son exotérmicas y por convención, la entalpía se supone negativa: ∆H < 0.
- Sin embargo, hay reacciones endotérmicas que cursan espontáneamente, ∆H > 0.
2º Ley de la Termodinámica
Un proceso tiene lugar espontáneamente si aumenta la entropía del universo.
∆S universo (∆S sistema + ∆S entorno) > 0 → proceso espontáneo
∆S, variación de entropía
A partir de la 1ª y 2ª ley de la termodinámica:
Variación de energía libre de Gibbs
∆G = ∆H – T∆S
∆G, variación de E libre de un sistema en condiciones de P y T ctes.
∆H, variación del contenido calórico del sistema (entalpía)
T, temperatura absoluta
∆S, variación de la entropía del sistema
Por tanto:
- Una reacción sólo puede transcurrir espontáneamente si ∆G < 0
- Un sistema está en equilibrio si ∆G = 0
- Una reacción no puede transcurrir espontáneamente si ∆G > 0.
Se requiere un aporte de energía libre para permitir la reacción.
En el metabolismo las reacciones endergónicas se acoplan a las reacciones exergónicas de manera que la energía desprendia de una de las reacciones es absorbida por la otra. La suma total de energías libres de un y otra reacción tiene lugar espontaneo.
La variación de energía libre de Gibs ( ∆G ) depende unicamente de la energía de los sustratos y de los productos; es independiente del camino de como transcurre la transformación. La ∆G no proporciona información sobre la velocidad de la reacción, solo proporciona información sobre si el proceso transcurre de manera espontanea o no.
La constante de equilibrio es relacionada directamente con la variación de energía libre estandar de una reacción.
Ecuación de Nernst
∆G es variable
∆Gº es una cte
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