Reacciones acopladas - Nota: A PDF

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REACCIONES ACOPLADAS Una reacción conducida no puede llevarse a cabo sin un aporte de energía, las reacciones endergónicas celulares están acopladas a reacciones celulares exergónicas. En el acoplamiento de energía; la reacción espontánea proporciona la energía para impulsar la conducida. Las reacciones acopladas aprovechan los potenciales de transferencia de grupo para que una reacción conducida puede llevarse a cabo sólo si absorbe menos energía libre de la que libera la reacción espontánea a la que está acoplada; para que la conducida se vuelva espontánea. Los sustratos se acoplan a los grupos fosfato. La unión entre aminoácidos o de un aminoácido con un fosfato requiere suministro de energía, son reacciones conducidas. Ejemplo, la unión de la arginina con un fosfato requiere aporte energético: Arginina + P = Arginina-fosfato + 7 Kcal/mol (1) Si el ATP se une al agua, absorbe la energía interna de ésta y se degrada a ADP con liberación de un fosfato y energía, es una reacción espontánea: ATP+H2O=ADP + fosfato - 7 cal/mol (2) Si se acoplan la arginina, el ATP y el agua, se tiene: Arg + ATP + H2O  ADP + Fosfato  Arginina + H2O + 0 Kcal/mol La energía liberada por la unión entre el agua y el ATP es utilizada para que la arginina se una al fosfato. El Potencial de Transferencia de Grupo del ATP hace posible que la unión entre la Arginina y el fosfato sea espontánea; será necesario que una molécula de arginina choque con una de ATP, en presencia de agua, para lograr la unión entre el fosfato y la arginina y también degradación del ATP a ADP, el ATP es uno de los principales portadores de energía. En general por cada reacción conducida que ocurre en la célula hay otra espontánea y acoplada que la impulsa, a menudo la exergónica implica la degradación del ATP. En la célula, la energía se almacena temporalmente, en el ATP, y es fácilmente disponible, por lapsos muy breves. Si hay un ingreso adicional de energía, la célula la deposita en lípidos, almidón o glucógeno, la célula gasta ATP en forma continua por lo que debe reponerse de inmediato. Si el ATP se hidroliza a ADP, con liberación de 7 Kcal / mol, para su resíntesis a partir del ADP requiere un suministro de 7 Kcal/mol.

La energía para la reconformación del ATP proviene de:

1. El medio ambiente celular, y 2. 2. El fraccionamiento de macromoléculas a través de sus PTG. En la resíntesis del ATP la energía que proviene del entorno celular no es suficiente para la recarga total del ATP; esta energía presente en el ambiente es utiliza por la célula en el control de las concentraciones de los sustratos de las reacciones que ocurren en su interior. Por lo que la mayor parte de la energía necesaria para la recarga del ATP es obtenida por medio de reacciones acopladas; si en una reacción espontánea, el grupo fosfato procedente de la hidrólisis del ATP, no es transferido a otra molécula, se libera y se denomina fosfato inorgánico. La glucosa, debidamente aislada, libre de bacterias y mohos, sin someterla a temperaturas altas, ni a ácidos ni bases fuertes es estable por tiempo indefinido. Su hidrólisis espontánea requeriría un tiempo relativamente largo. Al cabo del cual cedería su PTG. Las necesidades energéticas de la célula no permiten esperar ese tiempo demasiado largo, por lo que regula la cinética de sus reacciones empleando enzimas y catalizadores; El sistema de regulación química está dirigido por las enzimas. La velocidad de reacción, en ausencia de catalizadores, depende de las probabilidades de choques al azar entre las moléculas, la presencia de enzimas aumenta las probabilidades de colisión, porque que su estructura es ordenada. Esa estructura ordenada, reduce la dependencia de los procesos aleatorios, al azar, y contribuye al desarrollo de una reacción; las enzimas forman un complejo enzima sustrato este complejo se descompone y libera el sustrato. La molécula de enzima se regenera y puede reiniciar el proceso para formar un nuevo complejo enzima-sustrato Sustratos + Enzima  Complejo ES  Producto de la reacción + Enzima  - - La molécula de la enzima tiene uno o más sitios activos en los que se une el sustrato para formar el complejo ES. Los sitios activos de la enzima son cavidades localizadas en la superficie de sus moléculas y están formadas por cadenas laterales de aminoácidos.

Bibliografía

(1) Zapata M. (2015) Biofísica en ciencias de la salud currículo con resultados de aprendizaje. 1st. Ed. Quito. Ecuador....