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54 | El escenario bioquímico • El metabolismo constituye el conjunto de las vías meta- bólicas muy reguladas que permiten que se realicen las transformaciones propias de la materia viva. • Los procesos metabólicos obedecen las leyes fisicoquí- micas y se someten a los principios de la Termodinámica. • Las peculiaridades de la materia viva (sistemas no en equilibrio estacionario) no se corresponden a las carac- terísticas usuales de los sistemas termodinámicos clási- cos. • Entre los diversos conceptos termodinámicos, como entalpía, energía libre y entropía, el signo y cuantía del cambio de energía libre permite que podamos predecir teóricamente el curso de una transformación, que tendrá lugar si existen las enzimas catalizadoras de la misma. • La ecuación de Gibbs, adaptada a las peculiaridades de los sistemas vivos, nos posibilita conocer el valor del cambio de energía libre de un proceso. • La combinación de la ecuación de Nernst y de Gibbs es muy útil para el caso de que los sistemas participantes sean de tipo redox. • El acoplamiento termodinámico de procesos exergóni- cos con endergónicos, junto con la existencia de las enzimas correspondientes a cada paso, permite la ope- racionabilidad de las vías metabólicas, superando barre- ras energéticas puntuales, siempre que el balance final sea exergónico. • Los compuestos de alta energía de hidrólisis constitu- yen el modo más directo de aporte energético para permitir los acoplamientos energéticos. Aparte del ATP, el de más interés fisiológico, nos encontramos con otros ejemplos como ésteres fosfóricos de enoles (fosfoenolpiruvato), acilfosfatos y aciltioésteres (acilCoA). • El concepto simplista de carga energética puede facili- tarnos una primera aproximación de la situación ener- gética celular. A lo largo del metabolismo se encontra- rán numerosos ejemplos de cómo los efectores energéticos, como ATP y AMP regulan las vías anabóli- cas y catabólicas para conseguir el adecuado equilibrio energético. RESUMEN 04 Capitulo 04 8/4/05 09:42 Página 54 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO SECCIÓN I: EL ESCENARIO BIOQUÍMICO 4. LAS REGLAS: METABOLISMO Y BIOENERGÉTICA RESUMEN
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