Metabolismo ed enzimi

Metabolismo, nozioni di termodinamica ed enzimi

Metabolismo: è un insieme di reazioni biochimiche che avvengono in una cellula e comprende trasformazioni molecolari molto diverse. Nella cellula le reazioni seguono due percorsi opposti:

1. Le vie del catabolismo demoliscono le sostanze alimentari in molecole più piccole, generando energia in forma utilizzabile e piccole molecole adatte come subunità costruttive.
2. Le vie dell'anabolismo consumano l'energia fornita dai processi catabolici per portare alla sintesi delle numerose molecole che formano la cellula. Questi due percorsi di reazioni costituiscono il metabolismo cellulare.

Termodinamica: esamina i cambiamenti chimici e fisici e considera il rapporto tra energia e cambiamenti. Il fatto che una reazione o un cambiamento possa avvenire dipende dalle leggi dedotte dallo studio della termodinamica.

Sistema: gruppi di molecole che interagiscono in una determinata reazione.

Ambiente: ogni cosa al di fuori del sistema.

In ogni reazione chimica un sistema passa da uno stato iniziale ad uno stato finale. Primo principio della termodinamica (legge della conservazione dell'energia) L'energia non può essere né creata né distrutta, può essere trasformata o trasferita da una forma all'altra. La quantità totale di energia in un sistema e nel suo ambiente rimane costante. Una reazione chimica è spontanea quando alla fine della reazione i reagenti, diventati prodotti, hanno il contenuto minimo di energia. La differenza tra il contenuto energetico dei reagenti e quello dei prodotti è perduta in parte nell'ambiente come calore. Secondo principio della termodinamica Quando l'energia è convertita da una forma all'altra, una parte di energia utilizzabile per compiere lavoro viene dispersa nell'ambiente come calore. È spontanea una reazione che comporta un aumento del disordine del sistema. Energia libera L'energia libera,

G, misura l'energia di una molecola che potrebbe essere usata per compiere lavoro. Tutte le reazioni chimiche sono regolate dalle Leggi della Termodinamica. L'energetica delle reazioni biochimiche è descritta nel modo migliore in termini delle funzione termodinamica chiamata energia libera di Gibbs (G) G = H -TS, dove G: energia libera, H: entalpia, S: entropia Il cambiamento in energia libera di Gibbs (ΔG) di una reazione combina gli effetti