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Bio-energética

• Los microorganimos requieren ENERGIA para
  realizar su actividades bioquímicas, desplazarse,
  síntesis de compuestos, multiplicarse
• Según obtengan la energía, los microorganismos se
  puede clasificar en fototrofos,
  quimioorganotrofos y quimiolitotrofos

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Energía

• La energía se define como la capacidad de
  realizar un trabajo (bioquímica sintetizar un
  compuesto).
• Energía libre (G) energía disponible o
  utilizable para realizar un trabajo o síntesis.
  En los compuestos se considera la energía
  potencial disponible en los enlaces químicos.

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Energía libre

• Cuando un compuesto se sintetiza, parte de la
  energía empleada en sus síntesis se almacena en
  los enlaces
• En la reacciones parte de la energía es liberada
  en forma de calor
• Se puede calcular el cambio de energía libre en
  una reacción (?G)

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Energía libre de formación

• Unidades kJ/mol kJ mol-1
• Condiciones estándar 25ºC, pH 7, 1 Atm,
  concentración inicial de los reactivos de 1 M

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Energía libre de formación

• Compuesto ?Gº (kJ/mol)
• H2O -237.2
• CO2 -394.4
• H2 0
• O2 0
• NH4 -79.4
• N2O 104.2
• Acetato (C2H3O2-) -369.4
• Glucosa (C6H12O6) -917.3
• Metano (CH4) -50.8
• Metanol (CH3OH) -175.4

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?Gº de una reacción

• En la reacción A B ? C D
• Se calcula SGº de reactivos (A, B) y SGº
  productos (C,D)
• ?Gº SGº productos - SGº de reactivos
• Si ?Gº -, la reacción libera energía,
  exotérmica, espontánea, termodinámicamente es
  viable
• Si ?Gº , la reacción consume energía,
  endotérmica, NO-espontánea, termodinámicamente
  no es viable

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• En la reacción H2S 2O2 ? SO42- 2H
• ?Gº 2(-39.83)(-744.6) (-27.87)2(-0)
  -796.39 kJ/mol

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Reacciones redox

• Oxidación una sustancia pierde electrones (e-)
• Reducción una sustancia gana e-
• Las reacciones están acopladas de tal manera que
  los electrones pasan de la sustancia que se oxida
  a aquella que se reduce.
• En las reacciones bioquímicas hay reacciones
  redox, la transferencia de e- es un mecanismo
  empleado por los microorganismos para obtener
  energía. Estos electrones son almacenados
  temporalmente es nucleótidos NADH, NADPH2 y a
  partir de ellos sintetizar ATP

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Potencial de reducción

• Las sustancias varian en su capacidad o tendencia
  para oxidarse o reducirse
• Esto se mide a través del potencial de reducción
  (por convenio, se expresa la tendencia a
  reducirse)
• Se mide en voltios con respecto al potencial de
  H2
• Se expresan las reacciones parciales, sustancia
  oxidad e- sustancia reducida
• Si en la reacción hay H, la reacción es afectada
  por el pH del medio. En biología se trabaja con
  pH 7

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• 0.5O22H2e- H2O (0.816 V)
• 2H 2e- H2 (-0.421 V)
• Las sustancias son donadoras o receptoras de e-,
  depende de quien reaccione con ellas.
• El valor de Eo de las sustancia reducida más
  negativo es quien cede e-s, en el caso del agua
• H2 cede 2 e-, la reacción que ocurre es H2 2H
  2 e-
• La otra sustancia con Eo mas positivo,
  recibe/acepta los e-s (y se reduce)
  0.5O22H2e- H2O
• Y se forma agua

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La energía liberada en la reacciones redox Es
proporcional al número de e-s que se
transfieren Y ala diferencia de potencial de
reducción Eo entre las reacciones medias de los
componentes
?Go -nF ?Eo Donde, n número de e- F
constante de Faraday (96.48 kJ /V) ? Eo
diferencia en el potencial de reducción (V)
p.e., para el caso del agua, tenemos 2H 2e-
? H2 (Eo -0.41 V) 0.5O2 2e- ? H2O
(Eo 0.82 V)
? Eo 1.23 V
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