Transformaciones biológicas
en el organismo
La
energía es la capacidad de producir trabajo
Bioenergéticos
es el nombre utilizado para describir las transformaciones de energía en los
organismos vivos
Los
organismos vivos desarrollan una cantidad enorme de transformaciones de
diversas energías para continuar con sus funciones vitales, utilizan la energía
química para la biosíntesis de moléculas, las transformaciones biológicas de
los organismos siguen las leyes de la
termodinámica
Para
la nutrición celular requiere que los organismos vivos sean capaces de ingerir
sustancias y transformarlas para que estos se encuentren en condiciones de
atravesar las membranas celulares, en el interior de la célula las sustancias
pasan por un conjunto de reacciones químicas dentro del metabolismo. Entre los
nutrientes se incluyen los alimentos, el agua, el oxígeno, el dióxido de
carbono ,la energía luminosa y química.
Trabajo biológico
El
flujo de energía biológica es la utilización de la energía química para
producir diferentes clases de trabajo celular
Existen
tres tipos de trabajo en la célula
Trabajo
químico
Trabajo
de concentración
Trabajo
mecánico
Entre las transformaciones biologicas se
encuentran:
Fotosíntesis es un proceso la energía del
sol se transforma en energía química, que consiste en la elaboración de azúcar
a partir del CO2 y otros compuestos sintetizados.
·
Respiración celular, proceso de degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos,
proteínas) para la producción y liberación de energía necesaria para el
organismo y asi este pueda cumplir con
sus funciones vitales.
·
El trabajo celular se produce cuando la energía química de los enlaces fosfato
es utilizada por la célula para realizar trabajo que puede ser
muscular,eléctrico
(impulsos
nerviosos), osmótico o químico (síntesis de nuevas moléculas para el
crecimiento de la célula o el almacenamiento de energía).
Trabajo químico
Las
células transforman la energía para diversas actividades
Actividades
como:
Los
intercambios de energía en las reacciones enzimaticas
Todas
las células realizan trabajo químico para su crecimiento y mantenimiento, los
componentes macromoléculares de la
célula son sintetizados a partir de
unidades Estructurales pequeñas mediante
la acción de las enzimas a lo cual se le llama biosíntesis
En
los organismos los hidratos de carbono,las proteínas y los lípidos son
sintetizados y degradados de tal forma que la velocidad de formación de las nuevas
moléculas esta compensada por la velocidad de degradación de las antiguas
Para
construir una macromoleculas se necesita energía
Ejemplo:
para construir una proteína se deben se deben de ensamblar centenares de
aminoácidos y se deben de unir a un enlace péptidico por la acción de enzimas
específicas
Las
reacciones biosínteticas que tienen lugar con pérdida de agua a medida que se
unen las unidades estructurales Endergonicas ( que absorbe o requiere energía)
Energía
libre útil necesaria de los principales tipos de enlaces que unen unidades
estructurales de diversas macromoleculas .
TrabajoOsmótico
El
segundo tipo de trabajo celular eso es necesario para transportar y concentrar
sustancias todas las células pueden acumular
ciertas sustancias a partir del medio como nutrientes o minerales de tal
modo que su concentración intracelular puede ser mucho mayor que en el medio
exterior a la célula por el contrario sustancias no deseadas o nocivas para la
célula pueden ser excretadas al exterior
el transporte activo se
aplica al movimiento dependiente de
energía ya que por medio de bombas de transporte activo situadas en la
membrana, las células pueden mantener su medio interno contaste y óptimo para
la vida aún cuando el medio externo pueda tener una composición química
diferente
Trabajo mecánico
Es
el trabajo realizado por la contracción del músculo esquelético en los animales
superiores estos procesos contractiles se dan por las células que ejercen
fuerzas intracelulares de tracción por medio de filamentos contractiles
Las
estructuras móviles tales como los cilios y flagelos llevan acabo trabajo
mecánico de propulsión
Estos
tres tipos de trabajo realizado por los organismos vivos conducen a la
disipación de energía y su dispersión en el medio ambiente ejemplo: una gran
fracción de la energía capturada de la luz solar por la célula de la planta
verde se pierde en el medio ambiente en forma de calor.
El
trabajo realizado en la biosíntesis se disipa también cuando las células mueren
y sus contenidos se dispersan en el medio ambiente.
Las
actividades transformadoras de energía en la célula desde las moléculas de los
alimentos ricos en energía hacia aquellos procesos que requieren de energía o
procesos endergonicos necesarios para el funcionamiento y supervivencia de la
células vivas
El
proceso primario en todas las células heterotroficas para liberar energía
química útil es la degradación oxidativa de las moléculas de nutrientes
orgánicos como la glucosa
La
oxidación se define químicamente como la pérdida de electores por parte de un
átomo o molécula
Siempre
que se produce una oxidación algún otro compuesto debe experimentar una
reducción, la reducción se define como una ganancia de electrones
Los
dadores de electrones son agentes reductores y los aceptores de electrones son
agentes oxidantes, los principales dadores de electrones en los heterotrofos
son sus alimentos orgánicos tales como la glucosa algunos heterotrofos utilizan
el oxigeno molecular como aceptor de electrones y se le llaman celular aerobicas.
El
proceso de oxidación es la principal fuente de energía química en todas las
células, en las células aerobicas el oxidantes es el oxígeno y en las células
anaerobicas puede ser una sustancia orgánica derivada de parte de la misma
molécula de nutriente.
En
ambos tipos de células la energía de la molécula del nutriente se conserva
durante su oxidación no en forma de calor si no en forma de energía química, la
energía de las reacciones celulares de oxidación se conserva en el compuesto
trifosfato de adenocina (ATP) que es el transportador de energía química
procedente de la oxidación productora de energía de moléculas de alimentos.
La
energía química de la ATP se utiliza entonces para llevar acabo el trabajo
químico mecánico y osmotico de la célula, durante el cual el grupo fosfato
terminal del ATP se pierde y se forma ADP, el ATP es la forma cargada del
sistema transportador de energía y el ADP la forma descargada.
Los
numerosos pasos químicos implicados en la carga y descarga del sistema ATP de
la célula están catalizado por sistemas enzimaticos, este es el principio
básico del ciclo de energía
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