Tema 8 Metabolisme i Energia de Gibbs

Les reaccions que permeten als organismes obtenir energia dels enllaços químics de les macromolècules.

Enzims que acceleran les reaccions metabòliques.

Una sèrie de reaccions químiques connectades que transformen un substrat en un producte.

La molècula que entra en una reacció enzimàtica.

El producte d'una reacció enzimàtica.

Vies metabòliques que descomponen molècules grans en molècules petites, alliberant energia.

Vies metabòliques que construeixen molècules grans a partir de molècules petites, utilitzant energia.

Els organismes que obtenen energia de la llum i carboni del diòxid de carboni.

La descomposició de molècules polimèriques en les seves unitats bàsiques.

La conversió d'unitats bàsiques en metabòlits intermedis, com ara l'Acetil-CoA.

L'oxidació completa de l'Acetil-CoA a CO2, H2O i ATP (energia).

La reducció d'intermedis simples a Acetil-CoA.

La conversió de l'Acetil-CoA en unitats bàsiques (aminoàcids, monosacàrids, nucleòtids).

L'assemblatge d'unitats bàsiques per formar molècules més complexes (proteïnes, lípids, àcids nucleics, glucògen).

Reaccions que requereixen energia.

Reaccions que alliberen energia.

Un sistema tancat és un sistema que no pot intercanviar ni matèria ni energia amb l'exterior.

En un sistema obert, hi ha un intercanvi lliure de matèria i energia amb l'entorn.

L'entropia és una mesura del desordre o la aleatorietat d'un sistema.

L'entalpia representa la calor total d'un sistema a pressió constant

El canvi d'entalpia ($ \Delta H$) és la diferència en el contingut de calor entre productes i reactius.

Les reaccions endotèrmiques absorbeixen calor dels seus entorns. El seu $ \Delta H$ és positiu.

Les reaccions exotèrmiques alliberen calor cap als seus entorns. El seu $ \Delta H$ és negatiu.

L'energia lliure de Gibbs
(G) és una mesura termodinàmica que determina la espontaneïtat d'una reacció.

L'ATP (adenosina trifosfat) és un nuclosid trifosfat que actúa com a font d'energia en moltes reaccions biològiques.

La quantitat d'energia que un sistema té disponible per fer treball en una reacció a temperatura constant.

Un nucleòtid que actua com a portador d'energia en les cèl·lules.

El procés de trencament de l'ATP en ADP i un grup fosfat inorgànic (Pi).

La síntesi d'ATP a partir d'ADP i fosfat inorgànic. Es pot fer per dos sistemes diferents: fosforilació a nivell de substrat i fosforilació oxidativa.

Un procés que transfereix un grup fosfat directament d'un substrat a l'ADP, formant ATP.

Un procés que aprofita un gradient de protons per generar ATP a partir d'ADP i Pi.

Una reacció que allibera energia, és espontània i té un canvi d'energia de Gibbs negatiu.

Els camins metabòlics s'organitzen en una sèrie de passos enzimàtics, que es poden regular per augmentar o disminuir l'activitat metabòlica.

La concentració d'un substrat afecta la velocitat d'una reacció enzimàtica. Quan la concentració del substrat és similar a la constant de Michaelis-Menten (Km) de l'enzim, els canvis en la concentració del substrat tenen un impacte més gran en la velocitat.

L'activitat d'un enzim es pot regular canviant la seva quantitat. Per exemple, els esportistes desenvolupen més enzims per a la degradació de la glucosa.

Els productes finals d'un camí metabòlic poden regular la seva pròpia síntesi inhibint o activant enzims al principi del camí. Per exemple, l'ATP inhibeix la glicòlisi.

Separar enzims i substrats en compartiments cel·lulars diferents permet regular les reaccions metabòliques. Aquesta separació es troba en orgànuls com els mitocondris.

Les hormones, com l'adrenalina, poden activar o inhibir enzims per regular el metabolisme.

L'activitat d'un enzim es pot regular per la presència de molècules inhibidores o activadores que no són el substrat, que s'uneixen a l'enzim en un lloc diferent al centre actiu.

La variació d'un sol gen pot alterar el metabolisme d'un organisme.

La majoria d'enzims actuen de manera òptima a un pH específic, la desviació del qual pot alterar la seva funció.

Les temperatures baixes o altes poden desactivar els enzims.