Bioenergtica (biologa)Labionergticaes la parte de labiologamuy relacionada con lafsica, que se encarga del estudio de los procesos deabsorcin, transformacin y entrega deenergaen los sistemas biolgicos.En general, la Bioenergtica se relaciona con laTermodinmica, en particular con el tema de la Energa Libre, en especial laEnerga Libre de Gibbs.Los cambios en la energa libre de Gibbsnos dan una cuantificacin de la factibilidad energtica de una reaccin qumica y pueden proveer de una prediccin de si la reaccin podr suceder o no. Como una caracterstica general de La Bioenergtica, esta solo se interesa por los estados energticos inicial y final de los componentes de unareaccin qumica, los tiempos necesarios para que el cambio qumico se lleve a cabo en general se desprecian. Un objetivo general de la Bioenergtica, es predecir si ciertos procesos son posibles o no; en general, la cintica cuantifica qu tan rpido ocurre la reaccin qumica. 1El Metabolismo 2El ATP 3Relaciones Termodinmicas 4Energa Libre 5Referencias 6Enlaces externosEl Metabolismo[editar]ElMetabolismoes el conjunto de transformaciones que experimenta la materia externa desde su absorcin o adicin alcitoplasma, hasta su eliminacin del mismo. Por ejemplo, las clulas estn compuestas por un complejo sistema dereacciones qumicasque generanenergay otras que utilizanenerga, esto en general es el Metabolismo. El Metabolismo Comprende dos fases: ElAnabolismo(Sntesis de compuestos orgnicos) ElCatabolismo(Degradacin de sustancias complejas)Estos representan la suma de cambios qumicos que convierten los alimentos en formas utilizables de energa y en molculas biolgicas complejas.El ATP[editar]En general, elATPo trifosfato de adenosin es la conexin entre los sistemas que producen la energa y los que la utilizan; la degradacin oxidativa de los alimentos es un proceso exergnico 'son endergnicos y utilizan laenerga qumicaalmacenada en forma de ATP y NADH.Relaciones Termodinmicas[editar]Las clulas vivas son capaces de realizar la conversin de distintas formas deenergay pueden intercambiarenergacon su entorno, es conveniente revisar algunas leyes o principios de latermodinmicaque rigen las reacciones de este tipo. El primer principio de latermodinmicaes una ley deconservacin de la energay estipula que, aunque laenergase puede convertir de una forma a otra, laenergatotal del sistema ha de permanecer constante. Por ejemplo, laenerga qumicadisponible en un combustible metablico tal como la glucosa se puede convertir en el proceso de la gluclisis en otra forma deenerga qumica, elATP. Laenergaimplicada en un gradiente osmtico electro potencial deprotonesestablecido a travs de la membrana mitocondrial puede convertirse enenerga qumicaal utilizar dicho gradiente para impulsar la sntesis de ATP. Para discutir el segundo principio de la Termodinmica se debe definir el trminoentropa. Laentropa(que se designa con el smbolo S) es una medida o indicador del grado de desorden en un sistema. Laentropase puede considerar tambin como la energa de un sistema que no se puede utilizar para realizar trabajo efectivo. Todos los procesos, ya sean qumicos o biolgicos progresan hacia una situacin de mxima entropa. No obstante, en los sistemas biolgicos es casi imposible cuantificar cambios deentropaya que estos sistemas raramente estn en equilibrio. Por razones de sencillez y por su utilidad inherente en estos tipos de consideraciones, se emplear la cantidad denominada energa libre.Energa Libre[editar]La Energa libre (designada con la letra G) o energa libre de Gibbs de un sistema, es la parte de la energa total del sistema que esta disponible para realizartrabajotil y est dada por la siguiente relacin

Esta frmula es vlida cuando en un sistema particular discurre hacia el equilibrio atemperaturay presin constante,es la variacin en energa libre,es la variacin deentalpao contenido calrico, T es latemperaturaabsoluta yes la variacin deentropadel sistema. La variacin de energa libre de unareaccin qumicaesta relacionada con la constante de equilibrio de talreaccin, por ejemplo, unareaccinse puede escribir como:

y la expresin para la constante de equilibrio:

En condiciones estndar, cuando reactivos y productos se encuentran presentes inicialmente aconcentracin1 M, a 1 atm depresiny una 1 M o pH 7, el cambio de energa libre estndar se define como G.Se ha cambiado esta expresin y definido la energa libre estndar a pH neutro,gel de bao 7,0 (M), que es el pH al cual tienen lugar la mayor parte de reacciones biolgicas. En estas condiciones la variacin de energa libre se expresa en forma G y la constante de equilibrio como. Dado que en el equilibrio G = 0, se define la siguiente expresin:

en donde R es laconstante de los gases, cuyo valor es, dependiendo de si la variacin de energa libre resultante se expresa encaloras(cal) o julios (J) por mol; y T es latemperatura absolutaenKelvin(K). De ah que, si se puede determinar la constante de equilibrio de unareaccin, tambin puede calcularse su variacin de energa libre estndar (G). Cuando la constante de equilibrio se halla por debajo de la unidad, la reaccin es endergnica y G es positiva. Cuando la constante de equilibrio es mayor que 1, la reaccin es exergnica y G es negativa.Tal como ya se ha dicho, la G de unareaccindefine eltrabajodisponible en unareaccincuando sustratos y productos estn presentes aconcentracin1 M. Dicha situacin no se da en lasclulas, ya que los compuestos raramente se encuentran aconcentracin1M. De ah que una expresin relacionada con las concentraciones intracelulares reales de sustratos y productos pueda proporcionar datos sobre eltrabajodisponible en unareaccin. La expresin para obtener G a cualquierconcentracinde sustrato o producto incluye la variacin de energa libre para que unaconcentracin1 M de sustrato y de producto alcancen elequilibrio(G) y la variacin deenergapara alcanzar unaconcentracin1 M de sustratos y productos: