ENERGIA E CONVERSÕES DE
ENERGIA
Construtoras de complexidade
celular, usando energia para tal.
REAÇÕES QUÍMICAS
Decompositoras de substâncias
complexas, com a liberação de
energia no processo.
CINÉTICA – realiza trabalho.
ENERGIA
POTENCIAL – armazenada.
Energia é ...
capacidade de realizar trabalho...
capacidade de mudança...
É
POSSÍVEL, COM A REALIZAÇÃO DE
TRABALHO, TRANSFERIR ENERGIA (MATÉRIA)
DE NÍVEL MAIS BAIXO PARA NÍVEL MAIS ALTO.
ANABÓLICAS – síntese de
proteína
REAÇÕES METABÓLICAS
CATABÓLICAS - quebra de
moléculas
AS
ATIVIDADES CELULARES, COMO O
CRESCIMENTO,
O
MOVIMENTO
E
O
TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA
MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE
TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.
AS
ATIVIDADES CELULARES, COMO O
CRESCIMENTO,
O
MOVIMENTO
E
O
TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA
MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE
TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.
ABERTO – troca energia com o entorno.
SISTEMAS
FECHADO – não troca energia com seu
entorno
Não há entrada ou saída de
energia ou matéria
Energia e matéria podem
entrar e sair
ENERGIA POTENCIAL
DAS LIGAÇÕES
QUÍMICAS (C – C/C – H) DOS CARBOIDRATOS E
DOS LIPÍDIOS PODE SER USADA PARA FORMAR
A ENERGIA POTENCIAL DA MOLÉCULA DE
ATP.
NENHUM
QUÍMICA
PROCESSO FÍSICO OU
REAÇÃO
É 100% EFICIENTE E NEM TODA A
ENERGIA LIBERADA PODE SER CONVERTIDA EM
TRABALHO.
SISTEMA QUE REALIZOU
TRABALHO, TEM ENERGIA DIMINUIDA.
TODO
ENERGIA TOTAL = ENERGIA
UTILIZÁVEL
+
ENERGIA NÃO-
UTILIZÁVEL
No sistema biológico:
Energia Total = ENTALPIA ( H )
Energia Utilizável = ENERGIA LIVRE ( G )
Energia não-utilizável = ENTROPIA ( S ) x T
ENTALPIA É O CONTEÚDO
UM SISTEMA.
ENTROPIA
É
UMA
DE CALOR DE
QUALIDADE
DE
ENERGIA INCAPAZ DE REALIZAR TRABALHO.
Aumenta
ENTROPIA
Diminui
Diminuem
ORGANIZAÇÃO
Aumenta
H = G + TS
Portanto:
G = H – TS
∆ G = ∆ H - T∆S
∆ G = MUDANÇA NA ENERGI A LIVRE
∆ G < 0 (G é desprendida...)
∆ G é NEGATIVO.
∆ G > 0 (G é exigida...)
∆ G é POSITIVO.
REAÇÃO EXERGÔNICA ( ESPONTANEA)
REAGENTES
QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA
PRODUTOS
Formam produtos com menos energia\ ∆ G é negativo
REAÇÃO ENDERGÔNICA (
NÃO-ESPONTANEA)
PRODUTOS
QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA
REAGENTES
Exigem energia do ambiente\ ∆ G é positivo
EX.
Hidrólise de proteínas – (espontânea e
exergônica);
Síntese protéica endergônica)
(não espontânea e
TODA
REAÇÃO QUÍMICA SE PROCESSA
ATÉ
CERTA
EXTENSÃO,
SEM
NECESSARIAMENTE SE COMPLETAR.
AS CÉLULAS VIVAS PRECISAM DE ATP
(ADENOSINA TRIFOSFATO) PARA A CAPTAÇÃO,
A TRANSFERÊNCIA E A ARMAZENAGEM DE
ENERGIA LIVRE, NECESSÁRIA PARA REALIZAR
TRABALHO QUÍMICO E MANTER AS CÉLULAS.
O
ATP É PRODUZIDO PELAS CÉLULAS
DE DIFERENTES MANEIRAS:
HIDRÓLISE DE ATP –
AMP
ADP
ATP
ATP
NO ATP, A ENERGIA APARECE COMO
DIFERENÇA ENTRE O CONTEÚDO DE
ENERGIA DOS PRODUTOS MENOS A ENERGIA
DOS REAGENTES.
∆G (REAÇÃO) = ∆G (PRODUTOS) -
∆ G (REAGENTES).
NO
CASO DO ATP, A REAÇÃO DE
HIDRÓLISE, É:
ATP + H2O
REAGENTES
ADP + H3PO4
PRODUTO
HIDRÓLISE DE ATP
ATP.......
ADP
energia livre
Pi
É uma reação exergônica.
HIDRÓLISE DE ATP
ADP + Pi + energia livre = ATP + H2O
É uma reação endergônica.
Ex.: Respiração Celular (em eucariontes)
HIDRÓLISE DE ATP
Ciclo de Ligação de energia....
ATP – transporta energia!
Energia exergônica
Energia exergônica
BOMBAS IÔNICAS USAM ENERGIA
PARA MOVER ÍONS OU OUTRAS MOLÉCULAS
CONTRA
SEUS
GRADIENTES
DE
CONCENTRAÇÃO.
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
BOMBA DE CÁLCIO
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
MANTÉM
A
CONCENTRAÇÃO
POTÁSSIO E DE SÓDIO.
DE
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
MANTÉM
A
CONCENTRAÇÃO
DE
POTÁSSIO E DE SÓDIO, PORTANTO, É
RESPONSÁVEL PELA MANUTENÇÃO DAS
DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DESSES
ÍONS;
A FUNÇÃO DA ATPASE É ATIVADA,
OCORRENDO
A
CLIVAGEM
DE
UMA
MOLÉCULA DE ATP.
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
CONTROLA O VOLUME DAS CÉLULAS
NATUREZA ELETROGÊNICA.
BOMBA DE CÁLCIO
OS
ÍONS
SÃO
MANTIDOS
EM
CONCENTRAÇÕES MUITO BAIXAS (CITOSOL).
UMA BOMBA – MEMBRANA CELULAR
(CÁLCIO PARA FORA)
UMA BOMBA – ORGANELA (PROTEÍNA
CARREADORA)
BOMBA DE CÁLCIO
BOMBA DE CÁLCIO