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Reacción endergónica

Definición de reacción endergónica

Una reacción endergónica es una reacción en la que se absorbe energía. En términos de química, esto significa que el cambio neto de energía libre es positivo: hay más energía en el sistema al final de la reacción que al comienzo.

Debido a que las reacciones endergónicas implican una ganancia de energía, esa energía debe ser suministrada desde una fuente externa para que ocurra la reacción.

Reacción endergónica
Reacción endergónica

En biología, los organismos utilizan reacciones endergónicas para almacenar energía de fuentes externas. La fotosíntesis, que utiliza la energía de la luz solar para crear azúcares, es una reacción endergónica. También lo es el anabolismo de los ácidos grasos, en el que la energía de los alimentos se almacena en moléculas de grasa.

En general, las reacciones que implican la creación de nuevos enlaces químicos son endergónicas. Los enlaces químicos «almacenan» la energía de reacción hasta que se rompen, momento en el que se libera parte de la energía que se puso en la reacción inicial.

Este es el principio en el que se basa el metabolismo de la glucosa, los ácidos grasos y otros combustibles biológicos. La energía de la luz solar u otra fuente que se utilizó para crear los enlaces químicos en azúcares, proteínas o grasas se libera cuando esos enlaces se rompen a través de procesos como la glucólisis y la respiración celular.

En general, las reacciones metabólicas que implican la creación de enlaces químicos se denominan reacciones «anabólicas». Las reacciones metabólicas que implican romper enlaces para liberar energía se denominan «catabólicas».

Es este movimiento de energía a través de enlaces químicos lo que permite que exista la vida. Las reacciones endergónicas de la fotosíntesis y la quimiosíntesis permiten que las criaturas en la base de la pirámide de energía sobrevivan y alimenten a organismos como nosotros, que obtienen su energía al descomponer los azúcares y las grasas para liberar esa energía almacenada.

Función de las reacciones endergónicas

Las reacciones endergónicas tienen dos propósitos importantes en biología. Una es liberar la energía almacenada en las moléculas de los alimentos, lo que permite a los organismos sobrevivir sin recolectar toda su energía directamente de la luz solar.

El otro propósito es crear los componentes básicos de la vida: el ADN, el ARN, las proteínas y todos los demás componentes básicos de las células deben crearse mediante reacciones que formen nuevos enlaces entre los componentes básicos químicos. Estas reacciones de formación de enlaces son generalmente endergónicas.

Los organismos necesitan energía para crecer porque en realidad se necesita energía para producir nuevos materiales. Para las plantas, esto puede significar los azúcares, lípidos y ácidos nucleicos de los que están hechas sus hojas; para los humanos, significa los lípidos de nuestras paredes celulares, la proteína de nuestros músculos y, por supuesto, el ADN de nuestras células.

En la mayoría de los casos, la energía necesaria para construir nuevas células proviene del ATP. El ATP es una molécula de almacenamiento de energía de glucosa; que en última instancia proviene, por supuesto, del sol a través de plantas fotosintetizadoras.

Ejemplos de reacciones endergónicas

Síntesis de ADN / ARN

La síntesis de ADN y ARN es fascinante porque no usan ATP de la misma manera que lo hacen las reacciones más endergónicas. Quizás recuerdes que el ADN tiene cuatro bases: A, T, C y G. Bueno, el par de bases «A» significa adenosina, ¡lo mismo que la «A» en «ATP»!

En lugar de gastarse y luego regenerarse durante la síntesis de ADN, el ATP es uno de los materiales de construcción. El proceso comienza con trisofosfatos de cada uno de los pares de bases: ATP, TTP, CTP y GTP.

Cuando la ADN polimerasa mueve uno de estos nucleótidos trifosfatos a su posición para unirse a la cadena de ADN en crecimiento, uno de los grupos fosfato de los nucleótidos se rompe y es reemplazado por la formación de un nuevo enlace entre el nucleótido y la cadena de ADN.

En algún lugar de la línea, este proceso hace requieren energía y el uso de ATP – todos los nucleótidos tiene que tener grupos fosfato unidos a ellos, de modo que estos grupos fosfato pueden almacenar la energía necesaria para crear un enlace entre el nucleótido y la hebra de ADN.

Pero a diferencia de muchas reacciones catabólicas, esta no simplemente convierte el ATP en ADP y lo envía de regreso para obtener un nuevo grupo fosfato. En este, el ATP, TTP, GTP y CTP permanecen como parte de la cadena de ADN para siempre, ¡hasta que la cadena se descompone!

Síntesis de proteínas

La síntesis de proteínas es un ejemplo más típico de cómo los seres vivos mueven energía y la agregan a las reacciones para permitir que se formen nuevos enlaces químicos.

Durante la síntesis de proteínas, una variedad de enzimas y ribozimas trabajan juntas para completar los pasos necesarios para agregar un aminoácido a una proteína en crecimiento. En total, se deben consumir alrededor de cinco ATP para agregar un solo aminoácido a una proteína en crecimiento. Eso significa que por cada molécula de glucosa que se metaboliza, ¡ se podrían agregar aproximadamente seis aminoácidos a una proteína!

Este proceso es inmensamente costoso para las bacterias; para las células de E. coli, aproximadamente el 95% de todo el ATP que producen se utiliza para la síntesis de proteínas.

Esta inversión da buenos resultados a largo plazo, ya que las proteínas; como las enzimas, pueden reducir drásticamente la energía de activación necesaria para miles de reacciones químicas posteriores. Pero para los organismos que no pueden realizar la respiración celular, ¡el presupuesto de energía es ajustado!

Las proteínas que se fabrican con la energía del ATP permiten que funcionen nuestros metabolismos, músculos e incluso nuestro cerebro y órganos sensoriales. Y es importante recordar que esta energía se nos proporciona en los alimentos que comemos, que en última instancia, en la base de la pirámide energética, ¡proviene de la fotosíntesis!

Síntesis de ácidos grasos

La síntesis de ácidos grasos utiliza tanto ATP como otra molécula portadora de energía, NADPH, para suministrar energía para crear ácidos grasos.

La elaboración de un ácido graso requiere mucha energía; se pueden necesitar 7 ATP y 14 NADPH para agregar dos moléculas de carbono a una cadena de ácidos grasos, ¡y algunos ácidos grasos pueden tener hasta 26 carbonos!

Pero los ácidos grasos, al igual que las proteínas, son necesarios para que un organismo funcione y crezca; constituyen la mayor parte de las membranas celulares e intracelulares, además de servir para otros fines.

Si el ácido graso se crea con el propósito de almacenar energía, la mayor parte de esa energía se almacenará y el organismo podrá acceder a ella más tarde, si sus reservas de ATP y azúcar son bajas.

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