Autor Tema: Termodinámica y energía de activación  (Leído 1644 veces)

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Desconectado M_Gabriela

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Termodinámica y energía de activación
« en: Septiembre 15, 2012, 19:04:03 »
Hola. Tengo una gran duda y necesito opiniones.

Las reacciones termodinámicamente favorables y no favorables que ocurren en nuestro organismo, como la síntesis de macromoléculas a partir de sustratos simples (no favorable) o el proceso inverso (favorable), poseen energía de activación.

Evolutivamente hablando, entiendo la importancia de que reacciones que son termodinámicamente favorables, como lo es degradar un polímero de glucosas para dar glucosas libres por ejemplo, deban tener una energía de activación. En este caso, para poder almacenar glucógeno y que no se degrade a glucosas simples (que sería lo termodinámicamente favorable), la energía de activación pone una traba. Entonces, solo cuando están las enzimas adecuadas, ocurre el proceso de degradación. Si no existiera esta energía de activación nunca se podría almacenar glucógeno.

Pero en una reacción que no es termodinámicamente favorable, ¿es realmente necesario tener energía de activación?.
¿Será porque el organismo siempre tiene energía guardada para poder convertir reacciones no favorables en favorables?. En consecuencia, al haber energía disponible, estas reacciones ocurrirían más seguido. Entonces, de ahí la necesidad de agregar también una energía de activación para regular estos procesos. A esa conclusión llegué yo.

Alguno sabe algo de este tema?? Se agradecen los comentarios.

saludos!
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Desconectado Yod

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Re:Termodinámica y energía de activación
« Respuesta #1 en: Septiembre 19, 2012, 19:37:45 »
Mas que necesario, yo diría que es inevitable. La energía de activación aparece debido a que romper la estructura molecular de los reactivos no es gratis energeticamente hablando, estos son estables. Hay que pasar por un estado de transición, donde la molécula no es ni chicha ni limonada, ni reactivo ni producto, y llegar a ese estado de transición cuesta energía, independientemente de si la reacción en su conjunto es o no favorable termodinamicamente. El cuerpo regula todas sus reacciones con enzimas que catalizan o inhiben dichas reacciones, pero estas reacciones tendrá siempre una energía de activación.

Y aunque el organismo tenga una reserva de energía, las reacciones termodinamicamente desfavorables no van a convertirse en favorables. Para eso deberías modificar el producto, para que este fuera mas estable que el reactivo, y entonces hablaríamos de otra reacción.

Desconectado M_Gabriela

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Re:Termodinámica y energía de activación
« Respuesta #2 en: Septiembre 19, 2012, 20:01:42 »
Mmmm, ajá...me parece que es un concepto más difícil de lo que creía. O sea, que agregar una glucosa libre a un glucógeno pre-formado involucra no solo el agregado de energía exógena sino la formación de un compuesto de transición que no se como imaginarme pero que no es ni glucosa libre ni glucógeno. Y eso cuesta energía. Pero no es energía que pueda suministrarse a través de ATP. Sí o sí, necesitás un catalizador para bajar esa energía (y eso ya lo se, el complejo enzima-sustrato tiene una forma energéticamente más favorable).
¿Tenés idea si la energía de activación, en el caso de una reacción no favorable, es mayor que la energía que hay que entregar de forma exógena para catalizar los enlaces?

Gracias por contestar!!

saludos!
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Desconectado Yod

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Re:Termodinámica y energía de activación
« Respuesta #3 en: Septiembre 20, 2012, 10:59:39 »
Buf, se me hace difícil imaginar como puede ser el mecanismo de la reacción de polimerización del glucógeno, mas si entran en juego enzimas, pero algo me dice que es por etapas, como todas las polimerizaciones que conozco. Aun así, no me atrevo a aventurar cual sería la etapa determinante de la velocidad de reacción, ni como sería estado de transición (TS) correspondiente a esta etapa (o a otras).

Pero si nos limitamos a hablar en términos generales, me atrevo a un poco más. La mejor forma de controlar una reacción es que la energía para formar el TS sea lo suficientemente elevada como para que la energía del medio sea insuficiente para superar la barrera de activación. Si el ATP proporciona suficiente energía como para que la reacción pueda producirse, entonces tienes que aumentar la barrera con alguna enzima que inhiba la reacción. Cuando interese que se produzca, puedes hacer que la proteína se suelte, o bien modificarla para que pase de inhibidor a catalizador (p.ej. la fosforilación es un mecanismo de control muy extendido). En el caso de que la barrera sea demasiado elevada como para que el ATP sea insuficiente por si solo, necesitarás un catalizador, y el único mecanismo de control necesario será la presencia/ausencia de catalizador. Pero para el caso concreto de la glucosa/glucógeno, no tengo ni idea de cual caso se da.

¿Tenés idea si la energía de activación, en el caso de una reacción no favorable, es mayor que la energía que hay que entregar de forma exógena para catalizar los enlaces?

No se si he entendido bien la pregunta. La barrera de activación siempre será el máximo de energía que deberás aportar al sistema para que se produzca la reacción, una vez superada la barrera, la concentración dependerá de hacia donde esté desplazado el equilibrio.



La imagen es ilustrativa pero no concluyente, ambos gráficos no tienen por que que estar a la misma escala. La barrera de activación para una reacción endotérmica puede ser menor en valor absoluto que la energía de activación de otra reacción exotérmica, en cuyo caso la primera será mas rápida que la segunda. Eso es control cinético, y ahí entran en juego las enzimas. Los valores termodinámicos no cambian si no cambia la estructura química de reactivos y/o productos.

Por cierto, no tiene nada que ver que sea favorable con la energía de activación. La termodinámica química predice si la reacción es o no espontanea (favorable), mientras que la cinética predice la velocidad a la que se producirá dicha reacción. Si es o no favorable es una cuestión de equilibrio y de diferencia de energía entre reactivos y productos, y dicha diferencia está determinada por ecuaciones de estado, que no dependen del camino de reacción. Por el contrario, la cinética si depende del camino de reacción, ya que el tamaño de la barrera de activación depende de ese camino.


Desconectado M_Gabriela

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Re:Termodinámica y energía de activación
« Respuesta #4 en: Enero 01, 2013, 23:39:37 »
Hola Mike. Bienvenido al foro. Te comento que este es un foro de ciencia, por lo que no se permiten videos o comentarios no científicos o que no tienen nada que ver con el tema de discusión, como el que publicaste. Por lo tanto, voy a tener que eliminar el post ya que va en contra de las reglas.
 
Por otro lado, si te interesa realmente conciliar ciencia con religión (supongo que esa es la razón por la que te uniste a un foro de ciencia), deberías estudiar de ambas ya que con estos comentarios:

Citar
habria que investigar a fondo para saber realmente si el cuerpo guarda energia.

dejás entrever que solo entrás a un foro de ciencia a predicar tus creencias religiosas y te olvidás de los miles de años de estudio en materia científica, lo cual es una falta de respeto para las miles de personas que dedicaron sus vidas a estudiar objetivamente el universo que nos rodea.

Saludos y feliz año nuevo!
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