Para vivir y crecer, células dependen del consumo de alimento que les sirve como fuente de C, N, S, P y otros elementos biológicamente esenciales, así como de una fuente para extraer energía útil.
La Energía es utilizada para:
- Biosíntesis de proteínas, DNA y RNA.
- Fosforilación de proteínas para provocar cambios de conformación.
- Superenrollamiento del DNA.
- Funcionamiento de los sistemas de transporte activo.
- Conversión de azúcares simples en fosfatos de azúcar, etc….
La Termodinámica: describe la energética de cualquier sistema y estudia los cambios de energía ocurridos mientras un sistema se transforma de un estado a otro.
Cambio de energía libre ΔG (a T y P const.) permite predecir la factibilidad de una reacción y representa la máxima cantidad de energía disponible para efectuar un trabajo útil.
En termodinámica es posible describir la transición de un estado inicial a un estado final en términos de:
- Energía interna E: expresa la energía total del sistema.
- Entalpía H: representa el contenido de calor del sistema en unidades de energía.
- Entropía S: representa el grado de desorden del sistema
Funciones de estado termodinámicas.
- Energía libre G: expresa la energía disponible que se puede convertir en trabajo útil.
Cada una de estas propiedades termodinámicas se conocen como funciones de estado porque sus valores dependen de la condición específica del sistema, o sea, de su estado; dado que la medición de valores reales es difícil , en termodinámica se estudian los cambios (Δ) en las funciones de estado: ΔE ΔH ΔS ΔG.
Para los procesos bioquímicos el ΔG (cambio de energía libre) tiene la mayor utilidad porque se aplica en condiciones de T y P const. en las cuales se efectúan las reacciones celulares.
Energía libre (G)
La reducción de energía libre de un estado a otro (Gf - Gi) es una medida de la máxima cantidad de energía disponible para realizar trabajo útil.
Otra interpretación: G es una propiedad termodinámica relacionada de modo directo con la energía química total del sistema, y por tanto, con la estabilidad del sistema.
ΔG negativo: reacción que libera energía cambio de estado inestable de alto contenido de energía a estado más estable de menor energía. Es una reacción exergónica y es termodinámicamente favorable.
ΔG positivo: reacción que consume energía cambio de estado estable de baja energía a estado inestable de mayor energía. Es una reacción endergónica y es termodinámicamente desfavorable.
Si la reacción exergónica ocurre en presencia de reacción endergónica, la energía química liberada por la primera sirve para poner en marcha la segunda: acoplamiento de energía reacciones acopladas
