El Olfato

Cómo Funciona El Sentido Del Olfato

El sentido del olfato, al igual que el sentido del gusto, es un sentido químico. Se denominan sentidos químicos porque detectan compuestos químicos en el ambiente, con la diferencia de que el sentido del olfato funciona a distancias mucho más largas que el sentido del gusto. El proceso del olfato sigue más o menos estos pasos:

1. Las moléculas del olor en forma de vapor (compuestos químicos) que están flotando en el aire llegan a las fosas nasales y se disuelven en las mucosidades (que se ubican en la parte superior de cada fosa nasal).
2. Debajo de las mucosidades, en el epitelio olfatorio, las células receptoras especializadas, también llamadas neuronas receptoras del olfato, detectan los olores. Estas neuronas son capaces de detectar miles de olores diferentes.
3. Las neuronas receptoras del olfato transmiten la información a los bulbos olfatorios, que se encuentran en la parte de atrás de la nariz.
4. Los bulbos olfatorios tienen receptores sensoriales que en realidad son parte del cerebro que envían mensajes directamente a:
   • los centros más primitivos del cerebro donde se estimulan las emociones y memorias (estructuras del sistema límbico) y
   • centros “avanzados” donde se modifican los pensamientos concientes (neocorteza).
5. Estos centros cerebrales perciben olores y tienen acceso a recuerdos que nos traen a la memoria personas, lugares o situaciones relacionadas con estas sensaciones olfativas

Es importante agregar que “Nuestro sentido del olfato es 10,000 veces más sensible que cualquier otro de nuestros sentidos y que el reconocimiento del olor es inmediato. Otros sentidos similares, como el tacto y el gusto deben viajar por el cuerpo a través de las neuronas y la espina dorsal antes de llegar al cerebro, mientras que la respuesta olfatoria es inmediata y se extiende directamente al cerebro. “Este es el único lugar donde nuestro sistema nervioso central está directamente expuesto al ambiente.” (von Have, Serene Aromatherapy)

El Sentido Del Olfato Y El Sistema Límbico

El bulbo olfatorio es una de las estructuras del sistema límbico y es una parte muy antigua del cerebro. Como se mencionó anteriormente en la descripción del proceso olfativo, la información capturada por el sentido del olfato pasa del bulbo olfatorio a otras estructuras del sistema límbico.

El sistema límbico es una red de estructuras conectadas entre sí que se encuentra cerca de la parte media del cerebro y está conectada con el sistema nervioso central. Estas estructuras “trabajan en conjunto para tener efecto en un amplio rango de comportamientos que incluyen las emociones, la motivación y la memoria.” (Athabasca University, Tutoriales Avanzados de Psicología y Biología). Este sistema maneja las respuestas instintivas o automáticas y tiene muy poco, o posiblemente nada, que ver con los pensamientos conscientes o la voluntad.

El sistema límbico también está relacionado con la interpretación de los datos sensoriales obtenidos de la neocorteza (la parte del cerebro donde se elabora el pensamiento) para convertirla en las motivaciones del comportamiento. El sistema límbico tiene una función central que es la mediación entre el reconocimiento de un evento por una persona, su percepción como una situación que provoca ansiedad y la reacción fisiológica que resulta de la misma, todo mediado a través del sistema endocrino: Los estímulos son procesados conceptualmente en la corteza y pasan al sistema límbico donde son evaluados y se elabora una respuesta motivada.

¿Qué Tiene Que Ver Esto Con Nuestro Campo De Estudio?

En el campo de la sordoceguera, siempre hemos sabido que muchos niños sordociegos tienen un sentido del olfato muy sensible para compensar su uso limitado de la visión y audición. En consecuencia, siempre hemos dicho que el sentido del olfato juega un papel muy importante en esta población de niños para identificar a personas, lugares, objetos y actividades.

Frecuentemente en este campo de estudio se oyen las siguientes recomendaciones: evite usar fragancias fuertes, ya que éstas pueden provocar ataques de epilepsia en algunos niños; use el sentido del olfato para proporcionar información adicional al niño (claves olfativas) sobre la experiencia que va a tener el niño, por ejemplo, acercarle una barra de jabón a la nariz del niño antes de que se bañe para indicarle que muy pronto se va a bañar o usar la misma esencia suave cada vez que trabaje con un niño en particular para que él pueda reconocer quien es usted por medio de este olor. Toda esta información es muy valiosa. El sentido del olfato es un sentido muy poderoso para fines de identificación y puede tener un fuerte impacto en el cerebro, ya que es una parte íntegra de él (al punto de que algunos olores químicos muy fuertes definitivamente pueden provocar ataques de epilepsia).

Pero ¿qué papel juega el sentido del olfato en relación con los estados de ánimo, niveles de excitación, emociones, memorias y reacciones físicas? Ahora sabemos que todo esto está relacionado.

Muchas veces estamos con un niño y no podemos entender que está pasando con él y él no nos puede decir en una forma concreta lo que le pasa. Posiblemente está fastidiado o llora o sonríe y no sabemos por qué lo hace. ¿Por qué tiene estos comportamientos? ¿Podría estar relacionado con algo que está oliendo? No lo sabemos, pero definitivamente ya sabemos que debemos poner más atención a este factor ambiental para ver si esto le está afectando al niño y cómo le afecta.

Todavía tengo dudas respecto al impacto del sentido del olfato en un niño sordo-ciego, y si podemos usar este sentido a nuestro favor, por ejemplo: el uso consistente de claves olfativas que podrían proporcionar información a un niño para mejorar su comprensión sobre lo que está sucediendo, o el uso de una esencia especifica para provocar una respuesta especifica al niño.

• ¿Tiene el sentido del olfato más impacto en los niños sordociegos que en los niños que tienen una visión y audición normal?
• ¿Tiene el sentido del olfato un impacto mayor en los niños sordociegos con lesión en la neocorteza porque posiblemente ellos dependen más de la información procesada por el sistema límbico?
• ¿Podemos ayudar a que los niños estén más alerta o menos agitados usando una esencia en particular?
• ¿Podemos calmar a un niño usando aceites que tienen un olor calmante o tranquilizante?

Conclusiones

Aun cuando no sabemos exactamente el impacto que tiene el sentido del olfato en los niños sordociegos, sí sabemos que este sentido es muy poderoso y básico. Cuando interactuamos con un niño sordociego, debemos estar conscientes de los olores del ambiente que pudieran tener efecto en el comportamiento del niño. Idealmente debemos asociar un olor con el origen del mismo para que el niño pueda hacer la relación entre lo que está experimentando y su referente concreto.

Como especialista de educación en el área de la sordoceguera, me interesaría trabajar con un equipo de profesionales que incluyera a un neurocientífico y a un especialista en aroma-terapia para encontrar la mejor forma de usar el sentido del olfato en beneficio de los niños sordociegos.

Las asociaciones emocionales y los recuerdos relacionados con los olores parecen ser muy personales; parecen estar ligados intrínsicamente con la experiencia individual. Estoy segura de que si otra persona hubiera estado caminando conmigo aquel día en Macy’s, esta persona no hubiera notado el olor de la muñeca, y si hubiera percibido el olor, no habría pensado en mi muñeca Lucy, ni hubiera tenido las mismas emociones que yo tuve con esta experiencia. Pero los recuerdos importantes pueden ser codificados y tener acceso a ellos a través de la función natural del sentido del olfato. Posiblemente se puedan crear estos enlaces para ayudar a abrir otra forma de comunicación con los niños sordociegos.

http://www.tsbvi.edu/Outreach/seehear/summer05/smell-span.htm

documento interesante para leer eb ratos de ocio:

(Cómo Utilizar el Sentido del Olfato de los Niños y Jóvenes con Sordoceguera )

El Gusto

EL GUSTO es el sentido que nos permite saborear las cosas. Se experimenta la sensación del gusto por medio de la lengua.

VIII.1. LA LENGUA HUMANA

La lengua es un órgano muscular, movible, que además de experimentar la sensación del gusto sirve para otras funciones como el habla, el masticamiento y el tragar de los alimentos.

La lengua contiene un conjunto de células especializadas, llamadas yemas gustativas, que son, los órganos especiales del gusto. Además de éstas, la lengua también tiene otro tipo de células que producen saliva, que es necesaria para tragar los alimentos.

Figura 58. Esquema de la superficie de la lengua humana.

Figura 59. Esquema de una yema gustativa .

Las yemas gustativas se encuentran hundidas debajo de la superficie de la lengua en surcos y cavidades (Figura 58). Junto a las yemas gustativas se encuentran células que secretan líquidos que sirven para enjuagar las cavidades y los surcos que los ponen en condiciones de recibir estímulos nuevamente.

Las yemas gustativas tienen la forma mostrada en la figura 59. Contienen en su interior células en forma de pelos cuyas terminales, los microvili, sobresalen al espacio dentro del surco o cavidad. Las células gustatorias terminan en una fibra nerviosa que comunica las sensaciones recibidas al cerebro.

Las yemas gustativas se encuentran distribuidas de manera no uniforme sobre la superficie de la lengua así como en las estructuras adyacentes de la garganta.

VIII.2. ¿CÓMO PERCIBIMOS LOS SABORES?

En primer lugar, para que la lengua sea sensible a algún objeto es necesario que éste se encuentre húmedo. Si no lo está, entonces se humedecerá con ayuda de la saliva que secreta la misma lengua. Esta es otra función que tiene la saliva.

El objeto ya húmedo se deposita en la lengua y sus moléculas entran en contacto con los microvili, es decir, los extremos de las fibras de las yemas gustativas. De manera análoga a lo que ocurre en el olfato, se lleva a cabo una reacción química que provoca que se desencadene una respuesta de la célula que nos da la sensación del gusto del objeto en cuestión.

Hay que mencionar, además del efecto químico producido en las yemas gustativas, que la sensación del gusto queda determinada por otras propiedades del objeto que producen sensaciones táctiles. Estas propiedades son tanto físicas como químicas. Las primeras de dichas propiedades son el tamaño de la partícula, su textura, su consistencia y su temperatura. Las segundas, las propiedades químicas, producen las sensaciones de frialdad de la menta, lo picoso del chile, etcétera.

La lengua humana no es sensible de manera uniforme a lo largo de su superficie. Así, la parte media no es sensible al gusto como lo son otras partes. En la figura 60 vemos que la punta de la lengua es sensible principalmente a lo dulce. A los lados y en la parte anterior de la lengua se encuentra la sensibilidad a lo salado. La lengua es principalmente sensible a los sabores agrios a los lados, pero en la parte posterior. Finalmente, la parte posterior central de la lengua es sensible principalmente a los sabores amargos.

Figura 60. Regiones de la lengua con sus máximas sensibilidades.

Durante mucho tiempo se creyó que existían cuatro tipos de yemas gustativas, unas sensibles a lo dulce, otras a lo salado, otras a lo agrio y otras más a lo amargo. Sin embargo, estudios más detallados han mostrado que una yema gustativa de la región "dulce", por ejemplo, también responde a los otros sabores, aunque en menor escala.

La pregunta que uno se puede hacer es ¿cuáles son los factores o propiedades químicas de las sustancias que hacen que las sintamos dulces o amargas? Hasta el momento no se ha encontrado una respuesta definitiva a esta cuestión. No hay una relación directa entre la composición química de la sustancia y el sabor que nos deja al probarla. Sin embargo, sí se han podido determinar algunas propiedades generales que describiremos a continuación

Agrio

Los sabores agrios los percibimos principalmente en sustancias que son ácidas. Estos compuestos contienen átomos de hidrógeno, que son los principales responsables de dicho sabor. Cuando se mezcla la sustancia que contiene el ácido con agua (recuérdese que para que las yemas gustativas reaccionen, las sustancias tienen que estar húmedas), en general desprenden algunos de sus átomos de hidrógeno. Estos átomos de hidrógeno han perdido sus electrones y por lo tanto quedan eléctricamente cargados (Figura 61); se dice que están ionizados. Cuando los átomos de hidrógeno ionizados entran en contacto con las yemas gustativas dan la sensación de un sabor agrio.

Sin embargo, este factor no determina exclusivamente el carácter agrio de una sustancia. Por ejemplo, el ácido cítrico que existe en la naranja, el limón, etc., tiene un sabor agrio muy pronunciado que no se puede explicar con base en la cantidad de iones de hidrógeno que produce. Otro ejemplo es el caso del vinagre, que está compuesto de ácido acético y que es mucho más agrio de lo que se esperaría con base en la cantidad de iones de hidrógeno que produce.

Figura 61. Al desprenderse un electrón de un átomo éste queda ionizado.

Amargo

En un buen número de casos, las sustancias amargas son sales inorgánicas de alto peso molecular; esto quiere decir que son moléculas que tienen muchos átomos. Otros casos son moléculas orgánicas que tienen añadidas cadenas carbónicas. Por ejemplo, en la figura 62 se muestran tres moléculas que tienen los mismos átomos pero que difieren en su distribución en el espacio; sin embargo, una de ellas no tiene sabor, la segunda es ligeramente amarga y la tercera es dulce.

Salado

La sal común o de mesa es un compuesto formado por átomos de sodio y de cloro, el cloruro de sodio. Resulta que el sabor salado que da esta sustancia no se debe exclusivamente ni al sodio ni al cloro. Existen sustancias que contienen cloro y no sodio que son saladas, así como compuestos de sodio que no contienen cloro y que también son salados.

Los compuestos llamados sales de bajo peso molecular, es decir, con pocos átomos, tienen sabor predominantemente salado y como se vio arriba, las sales con alto peso molecular son principalmente amargas.

Existen también otras sales que contienen metales. Por ejemplo, sales de mercurio que tienen un sabor metálico mientras que algunas sales de plomo llegan a tener sabor ¡dulce!

Dulce

En general, las sustancias que nos dan la impresión de tener sabor dulce están formadas de compuestos orgánicos como los alcoholes, azúcares, glicoles, etc. La sensación de dulce también se debe a la forma en que estén arreglados los átomos en las moléculas; en la figura 62 vimos compuestos con diferentes disposiciones de los mismos átomos, pero que tienen diferentes sabores, uno de ellos dulce.

Figura 62. Sustancias compuestas de moléculas que tienen los mismos átomos, pero dispuestos en formas distintas nos producen sabores diferentes.

Hemos de decir que hoy en día todavía no se ha encontrado con detalle lo que ocurre cuando una sustancia entra en contacto con las células gustativas de la lengua. En particular, no se tienen respuestas a preguntas como ¿qué reacciones químicas se llevan a cabo en las yemas gustativas que desencadenan una señal hacia el cerebro? ¿Qué diferencias hay, digamos, entre las diversas yemas gustativas que hacen a unas más sensibles que a otras a un sabor dulce?

En lo que respecta a los sentidos químicos, el olor y el sabor, no se ha avanzado en la misma medida para su comprensión como para los otros sentidos descritos en capítulos anteriores.

VIII.3. ALGUNOS FACTORES QUE AFECTAN LA SENSIBILIDAD DEL GUSTO

A continuación reseñaremos algunos factores que pueden afectar la sensibilidad del gusto.

Uno de estos factores, es la temperatura. Si probamos una sustancia que esté a muy baja temperatura casi no sentiremos su sabor. En general, la lengua será capaz de distinguir sabores si la temperatura de la sustancia es igual o muy parecida a la temperatura del cuerpo.

Otro efecto que nos es muy conocido es el enmascaramiento de sabores. Así, al mezclar azúcar al café se trata de enmascarar el sabor amargo del café. En este caso, la lengua no es capaz de distinguir los sabores individuales de las sustancias mezcladas, es decir, no puede distinguir una mezcla de estímulos gustativos. Esto se contrasta con la capacidad del oído de distinguir una mezcla de estímulos auditivos; por ejemplo, los diferentes instrumentos que tocan al mismo tiempo en una orquesta.

Otra característica del gusto es la adaptación. Si una sustancia ha estado en la boca durante algún tiempo, entonces, en muchas ocasiones, la lengua pierde la sensibilidad a otros sabores y si se prueba otra sustancia dejamos de sentir su sabor o nos da la sensación de que tiene un sabor que no debería tener.

Huelga decir que todavía no se han podido explicar, desde el punto de vista molecular, estos efectos del gusto.

VIII.4. RELACIÓN ENTRE EL OLOR Y EL SABOR

Existe una relación muy íntima entre el olor y el sabor. De hecho cuando comemos un alimento percibimos al mismo tiempo sensaciones en la lengua como en la nariz. Algunas, moléculas del alimento se evaporan y llegan hasta las células olfativas: del gusto y del olfato. Muchas personas que han perdido la capacidad de oler, por ejemplo, debido a algún accidente, dejan de percibir el sabor de la comida.

Hay que mencionar que, en menor escala, también influye en el sabor el sentido de la vista.
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3

http://www.youtube.com/watch?v=7Eo3yjIDELs

Visión

La visión es un sentido. El sentido de la vista permite que el cerebro primera parte del sistema visual se encargue de formar la imagen óptica del estímulo visual en la retina (sistema óptico). Esta es la función que cumplen la córnea y el cristalino del ojo.

Las células de la retina forman el sistema sensorial del ojo. Las primeras en intervenir son los fotorreceptores, los cuales capturan la luz que incide sobre ellos. Sus dos tipos son los conos y los bastones. Otras células de la retina se encargan de transformar dicha luz en impulsos electroquímicos y en transportarlos hasta el nervio óptico. Desde allí, se proyectan a importantes regiones como el núcleo geniculado lateral y la corteza visual del cerebro.

En el cerebro comienza el proceso de reconstruir las distancias, colores, movimientos y formas de los objetos que nos rodean.

http://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n

El ojo es el órgano encargado de la recepción de los estímulos visuales, cuenta con una arquitectura exquisita y altamente especializada producto de millones de años de evolución en los animales. El Globo ocular posee tres envolturas, que de afuera hacia adentro son:

1. Túnica Fibrosa Externa: Que se compone de dos regiones

- Esclerótica: que es blanca y opaca, con fibras colágenas tipo I entremezcladas con fibras elásticas; avascular, que brinda protección a las estructuras internas, y estabilidad. Cubre la mayor parte del globo ocular, eccepto en una pequeña región anterior.

- Córnea; Es una prolongación anterior transparente, avascular pero muy inervada de la esclerótica, que abulta hacia delante el ojo. Es ligeramente más gruesa que la esclerótica.

2. Túnica Vascular Media (úvea): Está conformada por tres regiones, la coroides, el cuerpo ciliar y el iris.

- Coroides; es la porción posterior Pigmentada de la túnica vascular media, la cual se une a la esclerótica laxamente y se separa del cristalino mediante la membrana de Bruch.

- Cuerpo Ciliar; Es una prolongación cuneiforme, que se proyecta hacia el cristalino y se ubica en la luz del ojo entre el iris (anterior) y el humor vitreo (posterior). El Cristalino es una lente biconvexa transparente localizado justa atrás de la pupila, cuya función es la regulación del enfoque de los rayos de luz, para que incidan adecuadamente en la retina.

- Iris; es la extensión anterior pigmentada de la coroides, cuya función es regular la entrada de luz al ojo mediante la contracción o distensión de la pupila.

3. Retina o Túnica Neural: se compone de 10 capas, que desde el exterior al interior del globo se denominan:

- Epitelio pigmentado

- Capa de conos y bastones (receptora)

- Membrana limitante externa

- Capa nuclear externa

- Capa plexiforme externa

- Capa nuclear interna

- Capa plexiforme interna

- Capa de células ganglionares

- Capa de fibras del nervio óptico

- Membrana limitante interna

Además de estas capas, el ojo posee cavidades:

- Cavidad vítrea; que contiene el humór vítreo, y se ubica detrás del cristalino, conformando el núcleo transparente, gelatinoso del globo ocular.

- Cámara posterior; ubicada delante del cristalino, y posterior al iris, contiene humór acuoso.

- Cámara anterior; ubicada entre la córnea (hacia adelante) y el iris y cristalino (atrás) también contiene humor acuoso.

Transporte de Moléculas a través de la Membrana Celular.

Debido a al interior hidrofóbico de la membrana, la bicapa lipídica es una barrera altamente impermeble a la mayoria de las moléculas polares. Esto permite mantener diferencias entre citosol y fluido extracelular.

Las células han desarrollado sistemas de transporte específicos de moléculas hidrosolubles, para nutrirse, excretar y regula concentraciones

.

Proteínas transmembrana especializadas
Transportadoras (Carrier) : Poseen partes móviles, pueden acoplarse a fuentes de energía para producir transporte activo	De canal: Forman poros que permiten desplazamientos pasivos de pequeños iones.

La combinación de una permeabilidad pasiva y un transporte activo genera grandes diferencias de composición en el citosol/fluido extracelular, generando distintas composiciones iónicas. La membrana puede almacenar energía potencial como gradiente electroquímico.

Componente	[] intracelular	[] extracelular
Na+	5 - 15	145
K+	140	5
Mg++	0.5	1 - 2
Ca++	10-4	1 - 2
H+	7x10-5 (pH 7.2)	4x10-5 (pH 7.4)
Cl-	5 - 15	110

Si la molécula transportada no tiene carga, la dirección del transporte esta dada por la [] Si el soluto tiene carga neta, se transporta dependiendo de la gradiente de [], y del gradiente eléctrico de la membrana.

IONOFOROS

Pequeñas moléculas hidrofóbicas que se disuelven en la bicapa lipídica y aumenta la permeabilidad de determinados iones.

• Ionoforos transportadores moviles
• ionoforos formadores de canal

Rodean la carga del ión transportado para que atraviese el interior hidrofóbico a for de su gradiente.

CARRIER

Tipos de transportadoras:

• Uniport: transporta soluto de un lado a otro
• Acoplado: -simport: unidireccional - Antiport: de intercambio

Membrana plasmática tincionada.

TRANSPORTE A TRAVEZ DE MEMBRANAS

y esta es la referencia de cadena de transporte analisis comparativo y evolutivo....
http://homepage.mac.com/uriarte/fotosintesis.html






Vídeo mostrando alguns importantes transportes através da membranas de moléculas como hormônios. Vídeo sem fins lucrativos, apenas didático. Bons Estudos. Prof. Toid: "Educação em primeiro lugar".

http://www.youtube.com/watch?v=T30qHw86_Yo

Creación de oxígeno. Las cianobacterias son las antecesoras de los cloroplastos celulares de los vegetales. En la fotosíntesis, gracias a la energía aportada por la luz solar, se unen el dióxido de carbono y el agua para formar azúcares. Como producto de desecho, se arroja oxígeno a la atmósfera.

En la respiración, por el contrario, se queman azúcares en las mitocondrias celulares, aportando la energía necesaria para las funciones vitales. En esa combustión se consume oxígeno atmosférico y se arrojan, como productos de desecho, dióxido de carbono y agua.

Pigmetos Antena y la Captación de Luz

Los Dos Fotosistemas

Las plantas evolucionaron para utilizar los electrones del agua y transferirlos a acarreadores de electrones, como el NADPH, para realizar reacciones bioquímicas benéficas. El problema es que un solo fotón no contiene suficiente energía para elevar un electrón al nivel de energía requerido en una sola etapa. Por tal razón, las plantas utilizan dos diferentes fotosistemas que funcionan en serie para elevar el nivel de energía de los electrones mediante la captura de dos fotones consecutivos (Figura: Captura de Energía). Cada fotosistema está formado por un conjunto de pigmentos antena y un centro de reacción, que tiene la capacidad de realizar las reacciones fotoquímicas necesarias. Los centros de reacción en estos fotosistemas son pigmentos específicos que han sido denominados P-680 y P-700.

En el esquema simplificado de la Figura: Captura de energía, un fotón es capturado primeramente por los pigmentos del fotosistema II; la energía de excitación es entonces transferida a un electrón del centro de reacción P-680. Enseguida, el electrón de alta energía del P-680 excitado (P-680*) es transferido a una molécula de plastoquinona (PQ), usando la proteína D1 como molécula intermediaria. Pasando por una serie de aceptores, este electrón será eventualmente transferido al fotosistema I.


De manera similar a lo ocurrido en el fotosistema II, otro fotón es capturado en el fotosistema I y su energía es transferida al pigmento P-700 del centro de reacción. Pasando a través de la proteína llamada ferredoxina (Fd), el electrón excitado en P-700 (P-700*) es transferido a NADP⁺ para producir NADPH. Al ceder sus electrones de alta energía, P-680* y P-700* se oxidan por la falta de uno de sus electrones. Para que estos sistemas regresen a su estado neutral original, de tal forma que el proceso de transferencia de electrones pueda continuar su ciclo, los electrones perdidos por P-680 son reemplazados por electrones extraídos de moléculas de agua contenidas en el lumen del tilacoide, formándose entonces oxígeno molecular (O2). Los electrones perdidos por P-680 son primeramente transferidos a una PQ, luego pasan por los intermediarios citocromo (Cyt) y plastocianina (PC), hasta llegar al P-700 y de ahí ser trasferidos a la ferredoxina y eventualmente a NADP⁺. El efecto neto de la captura de fotones es que su energía es utilizada para extraer electrones del agua y moverlos a un nivel de energía lo suficientemente alto como para formar NADPH. La alta energía almacenada en NADPH es utilizada por la célula para llevar a cabo muchas de las reacciones de reducción necesarias en diferentes rutas metabólicas

Fotoquímica

La fotoquímica es el estudio de las transformaciones químicas provocadas o catalizadas por la emisión o absorción de luz visible o radiación ultravioleta. Una molécula en su estado fundamental (no excitada) puede absorber un quantum de energía lumínica, esto produce una transición electrónica y la molécula pasa a un estado de mayor energía o estado excitado. Una molécula excitada es más reactiva que una molécula en su estado fundamental.

El fenómeno fotoquímico precisa de fases principales:

1. Recepción de la energía luminosa
2. Reacción química propiamente dicha.

Según se opere con una sustancia única o con un sistema de varios cuerpos en presencia, se realizará, bien una descomposición de la sustancia en sus elementos (fotólisis), bien una combinación de varios cuerpos en uno solo (fotosíntesis).

Leyes fundamentales.

1. Ley de absorción de Grotthus-Draper: Una radiación no puede provocar acción química más que si es absorbida por un cuerpo (o un sistema de cuerpos); si no, no puede haber transmisión de energía luminosa.

Es conveniente señalar que las radiaciones que constituyen el color de un cuerpo son justamente las no absorbidas. No tienen, por lo tanto, efecto sobre el mismo. Por el contrario las radiaciones complementarias de éste color son absorbidas y son susceptibles de acción. Por ejemplo, una sustancia de color verde emite el verde pero absorbe el rojo y el azul. No podrá ser descompuesta más que por estos dos últimos colores.

2. Ley energética: Para que una radiación luminosa actúe eficazmente, debe poseer una energía, por lo menos, igual a la necesaria para la transformación química.

Se sabe que la radiaciones poseen tanta más energía cuanto más cortas sean sus longitudes de onda (o más elevadas sean sus frecuencias). La energía transportada por un fotón viene dada por la expresión:

( c= velocidad de la luz)

en la que h es la constante de Plank, igual a 6,55x10-27 ergios.

3. Ley de la equivalencia fotoquímica (o ley de Einstein): A cada fotón absorbido, corresponde una molécula descompuesta o combinada.

Se sobreentiende que los fotones activos satisfacen la ley energética precedente.

Según esto se comprueba que prácticamente el número de fotones activos absorbidos en una reacción química, corresponde raramente al número de moléculas descompuestas con el número de fotones absorbidos,

se obtiene un rendimiento cuántico que varía entre amplios límites, de 0,1 a 1000 (y más). Sólo algunas reacciones tienen un rendimiento teórico igual a la unidad.

A pesar de estas contradicciones, no se puede poner en duda la validez de la ley de Einstein, y la razón de las variaciones experimentales es simple:

a) Cuando la reacción química exige una aportación de energía (reacción endotérmica), como en el caso de los haluros de plata, r es todo lo más igual a 1. En general es más pequeño, como en la descomposición fotoquímica del clorhídrico gas, pues esta reacción es reversible.

Para descomponer el amoníaco NH3 en nitrógeno e hidrógeno, por los rayos ultravioletas, son precisos cuatro fotones por molécula (= 0,25.).

Según la longitud de onda, se puede modificar el equilibrio fotoquímica a un sentido u otro. Así, en la reacción reversible

ácido maléico ácido fumárico

donde con el ultravioleta = 313 mm existe 44 % de ácido maleico y 56 % de ácido fumárico, mientras que con una onda más corta = 200 mm, el ácido maleico se regenera, con un 75 % de ácido maleico y 25 % de ácido fumárico. En el primer caso, el rendimiento cuántico es de 0,03 mientras que se eleva a 0,1, por la reacción inversa.

b) Cuando las radiaciones absorbidas provocan primero una activación de la molécula, que reacciona a continuación sobre una segunda molécula neutra para dar productos de descomposición, según el esquema siguiente:

AB + hv = (AB)

(AB) + AB = 2A + 2B

el rendimiento cuántico es casi igual a 2.

Genoma Mitocondrial.

ADN mitocondrial, es el material genético de las mitocondrias, los orgánulos que generan energía para la célula. El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autónomamente cuando la célula eucariota se divide.

Este ADN, al igual que los ADN bacterianos, es una molécula bicatenaria, circular, cerrada, sin extremos. En los seres humanos tiene un tamaño de 16.569 pares de bases, conteniendo un pequeño número de genes, distribuidos entre la cadena H y la cadena L. Cada mitocondria contiene entre 2 y 10 copias de la molécula de ADN. En él están codificados dos ARN ribosómicos, 22 ARN de transferencia y 13 proteínas que participan en la fosforilación oxidativa. Estos genes mitocondriales son:

• genes de ARNts
• genes de ARNrs
• genes de ARNms, codificando para diversas proteínas y los ribosomas ; plaquetas; globulos blancos; pancreas; axilias

El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37,^[2] frente a los 20.000 - 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Otra característica importante del ADN mitocondrial es que no se recombina. Ello implica que los únicos cambios que haya podido haber en el ADN mitocondrial se deben exclusivamente a mutaciones a lo largo de multitud de generaciones. Los cálculos estadísticos que se han realizado informan que, en los mamíferos y en concreto en el hombre, cada 10.000 años aproximadamente surge una mutación en una de las bases del ADN mitocondrial (esto no es del todo cierto, aunque sí lo es para el fragmento que más mutaciones sufre, que consta de unos 500 pares de bases). Es decir, la diferencia entre una mujer que hubiera nacido hace 40.000 años y un descendiente directo por vía materna que viviera en la actualidad sería por término medio de 4 bases. De hecho, un estudio realizado en los ADN mitocondriales de los europeos (Bryan Sykes) asegura que todos los europeos provienen de siete mujeres, las siete hijas de Eva. La más antigua habría vivido hace 45.000 años y la más moderna hace unos 15.000 años. La Eva mitocondrial, la antepasada común más moderna de todos los seres humanos que hay en el mundo, se remontaría de este modo a unos 150.000 años.

El ADN mitocondrial puede ser usado para identificar individuos junto con otra evidencia. También es usado por laboratorios forenses para identificar viejas muestras de esqueleto humano. Distinto que el ADN nuclear, el ADN mitocondrial no sirve para identificar individuos, pero si para identificar grupos de individuos, es usado entonces para aceptar o rechazar comparaciones entre personas perdidas y restos no identificados.

Inhibidores y Desacoplantes

Proteínas Desacoplantes

Las proteínas desacoplantes, permiten el paso de H+ desde el espacio intermembrana hacia la matriz con generación de calor. Esto lleva a una disminución en el gradiente de H+, disminuyendo así el potencial electroquímico (negativo y alcalino en el interior), con lo que la fuerza protón-motriz que impulsa el retorno de H+ desde el espacio intermembrana hacia la matriz a través de la ATP sintetasa es menor , de modo que la síntesis de ATP disminuye. El efecto neto es una disminución de la eficiencia energética y un incremento de la termogénesis.

Hay dos mecanismos propuestos para el transporte de H+ por medio de las UCP: el “fatty acid protonophore” y el “fatty acid buffering”.

El “fatty acid protonophore”, supone que las UCP catalizan una translocación de tipo flip-flop (flip-flop, es un proceso en el cual los ácidos grasos pasan de un lado al otro de la bicapa lipídica que forma las membranas celulares) de ácidos grasos disociados (con cabeza polar de carga negativa) en la membrana interna mitocondrial. Esta translocación ocurre en ácidos grasos que orientan hacia la matriz, llevándolos hacia el lado opuesto, el espacio intermembrana. Una vez que la cabeza polar con carga negativa de estos ácidos grasos que se han translocado queda en contacto con el espacio intermembrana, se encuentra con H+, que se unen a su carga negativa y espontánea (esta vez no catalizada por UCP) y rápidamente se produce otra translocación flip-flop hacia el otro lado de la bicapa lipídica, la matriz mitocondrial, donde ocurre la desprotonación, liberándose el H+ en el interior de la matriz, con lo que la cabeza del ácido graso vuelve a quedar con carga negativa, completándose así el ciclo. El efecto neto de este ciclo es el flujo de H+ al interior de la matriz.

En este mecanismo los substratos de las UCP son ácidos grasos, y el flujo de protones ocurre por una difusión no iónica, un flip-flop espontáneo.7

Inhibidores de la Fosforilación Oxidativa

La vía del flujo de electrones a través del ensamblaje para el transporte de los mismos, y las propiedades únicas de la PMF, han sido determinadas por medio de el uso de varios antimetabolitos importantes. Algunos de estos agentes son inhibidores del transporte de electrones en sitios específicos en el ensamblaje de transporte de electrones, mientras otros estimulan el transporte al descargar el gradiente de protones. Por ejemplo, la antimicina A es un inhibidor específico del citocromo b. En presencia de antimicina A, el citocromo b puede ser reducido pero no oxidado. Como es de esperarse, en presencia de la antimicina A el citocromo c permanece oxidado, así como también los citocromos posteriores a y a₃.

Una clase importante de antimetabolitos son los agentes desacopladores ejemplificados por el 2,4-dinitrofenol (DNP). Los agentes desacoplantes actúan como ácidos lipofílicos débiles, que se asocian con protones en el exterior de la mitocondria, que pasan a través de la membrana unidos a un protón, y que se disocian del protón en el interior de la mitocondria. Estos agentes causan tasas de respiración máxima pero el transporte de electrones no genera ATP, debido a que los protones translocados no regresan a la matriz mitocondrial a través de la ATP sintasa.

Inhibidores de la Fosforilación Oxidativa

Nombre	Función	Sitio de Acción
Rotenona	inhibidor del transporte de e–	Complejo I
Amital	inhibidor del transporte de e–	Complejo I
Antimicina A	inhibidor del transporte de e–	Complejo III
Cianuro	inhibidor del transporte de e–	Complejo IV
Monóxido de Carbono	inhibidor del transporte de e–	Complejo IV
Azida	inhibidor del transporte de e–	Complejo IV
2,4,-dinitrofenol	Agente desacoplante	Transportador transmembrana de H+
Pentaclorofenol	Agente desacoplante	Transportador transmembrana de H+
Oligomicina	Inhibe la sintasa de ATP	Fracción OSCP de la sintasa de ATP

Fosforilación Oxidativa y sintesis de ATP

La transferencia de electrones en la cadena de transporte de electrones es energéticamente favorable porque el NADH es un poderoso donador de electrones y el Oxígeno molecular es un potente aceptor de electrones. De hecho el flujo neto de electrones desde el NADH hasta el Oxígeno resulta en la síntesis de ATP. La fosforilación oxidativa es una serie de eventos químicos que llevan a la síntesis de ATP:

El evento vital se lleva a cabo en la membrana plasmática bacteriana, en la membrana interna mitocondrial y en los tilacoides de los cloroplastos.

En la década de los 30´s: Belitzer y Tsivakoba encontraron que el proceso de la fosforilación de ADP en los tejidos animales estaba asociado a la respiración o consumo de O₂. Mas adelante se describió que la respiración se lleva a cabo en las mitocondrias.

H. Krebs encontró el ciclo de los ácidos tricarboxílicos en el cual el piruvato se transforma en Ac-CoA que a su vez interviene en la reducción de NAD+ y en la posterior generación del succinato.

Como ha sucedido muchas veces a los largo de la historia de la investigación científica, dos investigadores reportaron simultáneamente un evento bioquímico. En 1937, Kalkar en Dinamarca y Belitzer en la antigua URSS, encontraron una correlación muy interesante entre la desaparición del Pi y la respiración. Estudiaron el efecto de la adición de Pi (HPO₃⁴) a homogenados de tejidos de mamíferos; el experimento lo realizaron en presencia y ausencia de 0₂ o en presencia de cianuro (CN-). Reportaron que a medida que se consumía el 0₂ el Pi desaparecía del medio de reacción y que cuando agregaban a un inhibidor del consumo de 0₂, CN- e este caso, el proceso no se llevaba a cabo. Posteriormente se verificó que la síntesis de ATP es una reacción endergonica, en la cual la respiración o consumo de 0₂ acopladas a la fosforilación del ADP, genera energía.

En los seres vivos la oxidación de moléculas orgánicas tiene como resultado el movimiento de protones (H+) del interior de la matriz mitocondrial al espacio intermembranal en mitocondrias y cloroplastos o bien al citoplasma en las bacterias. La cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa estuvieron separadas conceptualmente por mucho tiempo. Las observaciones de la formación del ATP hacían pensar a los investigadores en buscaba un intermediario fosforilado de la reación. Hasta que en 1961 Peter Mitchell propuso la hipótesis quimiosmótica en la cual propuso que el intermediario energético necesario para la formación del ATP (o fosforilación del ADP), era una diferencia en la concentración de protones a través de la membrana. Gracias a estas observaciones Mitchell recibió en premio Nobel de Química en 1978. Murió al final de la década de los 80´s.

http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/introduccion%20fosforilacion%20oxidativa.html

Complejos multiproteicos

Complejo I. Llamado NADH deshidrogenasa, está formado por aproximadamente 25 unidades proteicas. Posee como grupo prostéticos: flavina mononucleótido (FMN) y fierro-azufre. Las proteínas que poseen como grupo prostético fierro-azufre se denominan proteínas ferrosulfuradas. Posee específicamente, al menos siete proteínas que poseen centros fierrosulfurados. Éste complejo se encuentra completamente embebido en la membrana interna de la mitocondria, y está orientado de tal manera que el sitio de fijación de NADH está mirando hacia la matriz mitocondrial. Su masa es de aproximadamente 850 kilodaltons.

Complejo II. Llamado succinato deshidrogenasa, va a recibir los electrones directamente del succinato. Posee a lo menos cuatro proteínas diferentes. Es mucho más pequeño que el complejo I. Como grupo prostético posee a: flavina adenina dinucleótido ( FAD ) y fierro-azufre ( Fe-S ). Su masa es de aproximadamente 140 kilodaltons.

Complejo III. Llamado citocromo c coenzima Q reductasa. Está compuesto por los citocromos b562 y b566, citocromo c1 y c, una proteína ferrosulfurada y al menos otras seis subunidades proteicas. Posee como grupos prostéticos fierro-azufre y el grupo Hem. Su masa es de aproximadamente 250 kDa.

Complejo IV. Llamado citocromo oxidasa, contiene los citocromos a1 y a3. Éstos están formados por dos grupos Hem unidos a diferentes regiones de la misma proteína, y son por lo tanto, espectral y funcionalmente distintos. También contiene dos iones cobre, CuA y CuB, de gran importancia para la transferencia de electrones al O2. Tiene entre 6 y 13 subunidades proteicas. Sus grupos prostéticos son el ión Cu ( en forma A y B ) y el grupo Hem. Su masa es de aproximadamente 160 kDa.

Complejo V. Llamado complejo F0- F1 o ATP sintetasa. Es el responsable directo de la síntesis de ATP a partir de ATP + Pi .Las subunidades proteicas que lo componen varían de acuerdo a la especie, pero el rango en mamíferos va desde 12 a 18 subunidades. La subunidad F0 está completamente embebida dentro de la membrana interna mitocondrial y la subunidad F1 se encuentra orientada hacia la matriz mitocondrial. La unidad F1 para ser funcional necesita como mínimo: tres unidades a y ß, y dos subunidades. La subunidad F1 funciona como un canal protónico. En un comienzo fueron llamados “partículas elementales”, que se podían ver fácilmente en el microscopio electrónico al observar un corte de la membrana interna de la mitocondria.
Otro componente presente en la cadena de electrones y que pertenece a ningún complejo y que participa activamente en ella es la ubiquinona o coenzima Q. Es una benzoquinona liposoluble, y se mueve con bastante libertad en la mb. interna mitocondrial. Es capaz de captar electrones de los complejos I y II, y los cede al complejo III.

Estructura y función de la cadena respiratoria

Se encarga de transportar electrones. Los electrones se transportan desde moléculas poco oxidantes hasta el oxígeno que es la molécula más oxidante de la cadena. Las moléculas que inician este transporte de electrones son NADH Y FADH, es decir son las moléculas menos oxidantes de la cadena. Una vez que los electrones son entregados al oxígeno, se forma Agua. 2. Debido a que la cadena sólo transporta electrones, los protones son bombeados hacia fuera de la mitocondria, lo que crea un gradiente de protones con una carga muy positiva afuera de la mitocondria y una carga muy negativa adentro. Este gradiente obliga a los protones a volver a entrar a la mitocondria y en el paso hacia adentro pasan por una enzima que forma un túnel de protones llamada ATP sintasa que con la fuerza de entrada de los protones, forma ATP.

Cadena Respiratoria:

La cadena respiratoria esta formada por tres complejos ->NADH deshidrogenos

Complejo citocromo b-c1
Complejo citocromo – oxidasa

Formado por proteínas

El NADH dona sus electrones (2) a la cadena respiratoria a una proteína, llamada NADH deshidrogenasa.

El transporte de electrones a través de la membrana aumenta la carga de electrones generándose un gradiente, disminuye el PH y se va a generar un potencial en la matriz.

Esta fuerza protón matriz impulsa la síntesis del ATP.

El O2 es el último aceptor de electrón para formar nuevamente H2O .

La cabeza de la ATP sintetaza es la responsable de la formación de ATP y a su vez lo hidroliza.

Las materias primas para la cadena respiratoria son:

_Piruvato (proveniente de la glucolisis
_Ácido graso.
_Fosfato inorgánico y ADP.

Acoplamiento: Parte I, Parte II, Parte III

Bioenergética Mitocondrial

Hipotesis quimiosmótica y Potencial electroquímico de proton:

La energía liberada por el transporte de electrones se utiliza para bombear protones desde la matriz al espacio intermembrana (en mitocondrias); o desde el estroma al interior del tilacoide (en cloroplastos). El bombeo de protones se realiza a través de transportadores localizados en complejos enzimáticas existentes en la membrana (de las crestas mitocondriales o membrana tilacoidal, según el caso).

De esta manera se genera un gradiente electroquímico de protones que ejerce lo que se conoce como fuerza protonmotriz, ya que cuando los protones atraviesan de nuevo la membrana interna (mitacondrial o tilacoidal) a favor del gradiente, lo hacen a través del sistema ATP-sintetasa, que se encuentra en dichas membranas, donde la energía protonmotriz se transforma en energía de enlace en moléculas de ATP .

El flujo de protones cumple el papel de transductor de energía, del mismo modo que el vapor que suministra una caldera puede utilizarse para generar energía eléctrica: el calor aplicado a la caldera (flujo de electrones) calienta el agua y forma vapor de agua (gradiente electroquímico de H+), cuya presión (fuerza protonmotriz) se puede acoplar a las turbinas de un generador eléctrico (ATP sintetasa) para producir electricidad (ATP).

NADH Y FADH COMO FUENTES DE PODER REDUCTOR

El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH₂) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.

http://encina.pntic.mec.es/~esarment/web%20maluque/imagenes/Bio%202%20UD%2016%20Catabolismoweb.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs

http://www.youtube.com/watch?v=nl_3OjtpMrY

Hidrolisis del ATP

Hidrólisis del ATP es la reacción por la cual la energía química que se ha almacenado y se ha transportado en enlaces phosphoanhydridic de gran energía en ATP (Trifosfato de adenosina) se lanza, por ejemplo en los músculos, al trabajo del producto. El producto es ADP (Difosfato de adenosina) y fosfato inorgánico, orthophosphate (pi). El ADP se puede hidrolizar más a fondo para dar energía, Amperio (Monofosfato de adenosina), y otro orthophosphate (pi). La hidrólisis del ATP es el acoplamiento final entre la energía derivada del alimento o de la luz del sol y el trabajo útil tal como contracción del músculo, el establecimiento de los gradientes del ion a través de las membranas, y procesos biosintéticos necesarios para mantener vida.

Hidrólisis de fosfato los grupos en el ATP están especialmente exergonic, porque el grupo del orthophosphate que resulta es estabilizado grandemente por múltiplo estructuras de la resonancia, haciendo los productos (ADP y P_i) baje mucho en energía que el reactivo (ATP). La alta densidad de la carga negativa asociada a las tres unidades adyacentes del fosfato del ATP también desestabiliza la molécula, haciéndolo más alto en energía. La hidrólisis releva alguno de estas repulsiones electrostáticas también, liberando energía útil en el proceso.

La hidrólisis del enlace phosphoanhydridic terminal es un proceso altamente exergonic, produciendo -30.5 kJ mol^-1 energía. Esta reacción se puede entonces juntar con reacciones termodinámico desfavorables para dar una negativa total (espontánea) ΔG para la secuencia de la reacción. El valor real de ΔG para la hidrólisis del ATP varía, sobre todo dependiendo del magnesio²⁺ la concentración, y bajo condiciones physiologic normales está realmente más cercano a -50 kJ mol^-1.

En seres humanos, el aproximadamente 60% de la energía lanzaron de la hidrólisis de una topo del ATP produce calor metabólico más bien que aprovisiona de combustible ocurrir real de las reacciones


http://worldlingo.com/ma/enwiki/es/ATP_hydrolysis

ATP.

Aunque son muy diversas las biomoléculas que contienen energía almacenada en sus enlaces, es el ATP (adenosín trifosfato) la molécula que interviene en todas las transacciones de energía que se llevan a cabo en las células; por ella se la califica como "moneda universal de energía".

El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía almacenada.
En la mayoría de las reacciones celulares el ATP se hidroliza a ADP, rompiéndose un sólo enlace y quedando un grupo fosfato libre, que suele transferirse a otra molécula en lo que se conoce como fosforilación; sólo en algunos casos se rompen los dos enlaces resultando AMP + 2 grupos fosfato

El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP, del inglés adenosine triphosphate) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se encuentra incorporada en los ácidos nucleicos.

Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular, y es consumido por muchos enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula es C10H16N5O13P3.

http://www.monografias.com/trabajos14/adenosin/adenosin.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:ATP_chemical_structure.png
http://www.youtube.com/watch?v=3y1dO4nNaKY

Transducción de energía

Transducción (genética)

La transducción es un proceso mediante el cual el ADN es transferido desde una bacteria a otra mediante la acción de un virus. También se utiliza para designar al proceso mediante el cual ADN exógeno es introducido en una célula mediante un vector viral. Esta es una herramienta que usualmente utilizan los biólogos moleculares para introducir en forma controlada un gen extraño en el genoma de una célula receptora.

Cuando los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) infectan una célula bacteriana, su modo normal de reproducción consiste en capturar y utilizar la maquinaria de replicación transcripción , y traducción de la célula de la bacteria receptora para producir gran cantidad de virones, o producir partículas virales, incluido el ADN o ARN viral y la cubierta de proteína.

La transducción de señal es el conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma concatenada por el que una célula convierte una determinada señal o estímulo exterior, en otra señal o respuesta específica.

El proceso de transmisión de señal afecta a una secuencia de reacciones bioquímicas dentro de la célula que se lleva a cabo a través de enzimas unidas a otras sustancias llamadas segundo mensajero. Cada proceso se realiza en intervalos de tiempo muy pequeños, como milisegundos, o en periodos más largos como algunos segundos.

Constante de equilibrio y Energía Libre de Gibbs

La energía libre de Gibbs

La relación entre la energía y el desorden puede explicarse a partir de la siguiente ecuación:

G = H - T S

donde H es el contenido energético o entalpía, T es la temperatura absoluta, S es la entropía y G la llamada energía libre de Gibbs.

La variación de G es la que determina el carácter espontáneo de una reacción química. En todos los procesos espontáneos la energía libre del sistema disminuye, es decir, el valor final de G es menor que el inicial y, por tanto, G es negativa. De acuerdo con la anterior ecuación, tal disminución (G<0)>H (H<0), src="http://www.educaplus.org/delta.gif" alt="">S>0) o a ambos.

El resultado final de ese balance entre energía y desorden es entonces el responsable de la espontaneidad de la reacción. Si T·S es mayor que H aunque el proceso sea endotérmico (H>0) será espontáneo (G<0).>

N₂O_{4 (g)} 2 NO_{2 (g)}

que no es espontánea a 255 K y sí lo es a 358 K, porque, a esa temperatura, el término de desorden T.DS predomina sobre el de energía H, con lo que G resulta negativo. Este ejemplo muestra la importancia que tiene el factor temperatura a la hora de establecer si una reacción química es o no espontánea.

Toda reacción exotérmica (H<0) src="http://www.educaplus.org/delta.gif" alt="">S>0) es espontánea (G<0).>

2 H₂O_{2 (g; 1 atm)} 2 H₂O _{(g; 1 atm)} + O_{2 (g; 1 atm)} + 211 kJ

En este proceso aumenta el número de partículas (a igualdad de estado gaseoso de reactivos y productos) por lo que aumenta el desorden; pero además, desprende calor (H<0).>

http://www.educaplus.org/play-76-Energ%C3%ADa-libre-de-Gibbs.html

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS ESTÁNDAR DE FORMACIÓN.

La energía libre es una función de estado, y de la misma forma que para la entalpía, podemos tratar algebraicamente las ecuaciones químicas y las variaciones de energías libres asociadas a ellas.

Puesto que sólo tiene sentido termodinámico las variaciones de energía libre, debemos definir, como en el caso de la entalpía, unas condiciones normales o estándar, (251 C de temperatura y 1 atmósfera de presión) y asignar un valor cero de energía libre. Por convenio, asignamos el valor cero a la energía libre de formación de los elementos, en condiciones normales y en sus formas más estables. Definimos la energía libre estándar de formación de un compuesto como el cambio de energía libre que acompaña al proceso de formación de un mol de dicho compuesto en su estado estándar, a partir de sus elementos en sus estados estándar.

http://www.eugenio.unlugar.com/energialibrestand%20de%20formac.htm