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Tipos de reacciones bioquímicas

Aunque hay muchos tipos de reacciones bioquímicas posibles, sólo se pueden considerar en unos pocos tipos:

Tipos de reacciones bioquímicas ejemplos:

  • Oxidación y reducción: Por ejemplo, la interconversión de un alcohol y un aldehído.
  • Movimiento de grupos funcionales dentro o entre moléculas: Por ejemplo, la transferencia de grupos de fosfatos de un oxígeno a otro.
  • Adición y eliminación de agua: Por ejemplo, hidrólisis de un enlace amídico a una amina y un grupo carboxilo.
  • Reacciones que rompen los lazos: Por ejemplo, la rotura del enlace carbono-carbono.

La complejidad de la vida resulta, no de muchos tipos diferentes de reacciones, sino más bien de estas reacciones simples que ocurren en muchas situaciones diferentes. Así, por ejemplo, se puede añadir agua a un doble enlace de carbono como paso en la descomposición de muchos compuestos diferentes, incluyendo azúcares, lípidos y aminoácidos.

Regulación de las reacciones bioquímicas

Mezclar gasolina y oxígeno puede hacer funcionar el motor de su automóvil o causar una explosión. La diferencia en los dos casos depende de la restricción del flujo de gasolina. En el caso del motor del coche, tu controlas la cantidad de gasolina que entra en la cámara de combustión con el pie en el acelerador. Al igual que ese proceso, es importante que las reacciones bioquímicas no vayan demasiado rápido o demasiado lento, y que las reacciones correctas ocurran cuando son necesarias para mantener el funcionamiento de la célula.

Las moléculas grandes proporcionan información celular

La base última para controlar las reacciones bioquímicas es la información genética almacenada en el ADN de la célula. Esta información se expresa de manera regulada, de modo que las enzimas responsables de llevar a cabo las reacciones químicas de la célula se liberan en respuesta a las necesidades de la célula para la producción de energía, la replicación, y así sucesivamente. La información está compuesta de largas secuencias de subunidades, donde cada subunidad es uno de los cuatro nucleótidos que componen el ácido nucleico.

Interacciones débiles y estabilidad estructural

El calor a menudo destruye un sistema bioquímico. Cocinar una rebanada de hígado a temperaturas sólo ligeramente superiores a 100°F. destruye la actividad enzimática. Esto no es suficiente calor para romper un enlace covalente, así que ¿por qué estas enzimas no son más robustas? La respuesta es que la actividad enzimática y la estructura dependen de interacciones débiles cuya energía individual es mucho menor que la de un enlace covalente. La estabilidad de las estructuras biológicas depende de la suma de todas estas interacciones débiles.

Las reacciones bioquímicas ocurren de manera descendente

La vida en la tierra depende en última instancia de fuentes de energía no vivas. El más obvio es el sol, cuya energía es captada aquí en la Tierra por la fotosíntesis (el uso de la energía de la luz para llevar a cabo la síntesis de bioquímicos, especialmente azúcares). Otra fuente de energía es la composición de la Tierra misma. Los microorganismos que viven en aguas profundas, el suelo y otros ambientes sin luz solar pueden derivar su energía de la quimiosíntesis, la oxidación y reducción de moléculas inorgánicas para producir energía biológica.
El objetivo de estos procesos de almacenamiento de energía es la producción de carbono que contiene compuestos orgánicos, cuyo carbono se reduce (más rico en electrones) que el carbono en el CO 2. Los procesos metabólicos que producen energía oxidan el carbono reducido, produciendo energía en el proceso. Los compuestos orgánicos de estos procesos se sintetizan en estructuras complejas, también utilizando energía. La suma total de estos procesos es el uso de la fuente de energía original, es decir, la luz del sol, para el mantenimiento y la replicación de organismos vivos, por ejemplo, los seres humanos.

La energía disponible de estas reacciones es siempre menor que la cantidad de energía puesta en ellas. Esta es otra manera de decir que los sistemas vivientes obedecen la Segunda Ley de la Termodinámica, que establece que las reacciones espontáneas corren «cuesta abajo», con un aumento de la entropía, o desorden, del sistema. (Por ejemplo, la glucosa, que contiene seis carbonos unidos entre sí, está más ordenada que seis moléculas de CO 2, el producto de su descomposición metabólica.