Exergonická reakce

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Exergonické reakce jsou procesy v živých organismech, které jsou za fyziologických podmínek samovolné a uvolňuje se při nich energie. V chemické termodynamice jsou exergonické reakce také nazývané spontánní reakce uvolňující teplo nebo příznivé reakce.

Název exergonické reakce je odvozen z předpony exon- (z řeckého exon - mít) a koncovky -ergon (z řeckého ergon - práce). Název tedy znamená mít nebo uvolňovat energii ve formě práce.

Při exergonických reakcích je změna Gibbsovy volné energie záporná, platí tedy ΔG < 0. V metabolismu je exergonický proces spojen s katabolickými reakcemi, tedy reakcemi rozkladnými.

Opakem exergonických reakcí jsou reakce endergonické, při kterých je energie naopak spotřebována.

Gibbsova volná energie[editovat | editovat zdroj]

Nejběžnější formou energie v živých systémech je chemická energie. Jedná se o vnitřní energii, tvořenou chemickými vazbami mezi atomy v molekulách. Tato energie se uvolňuje při rozpadu molekul a naopak se musí dodat k jejich výstavbě. Nazývá se Gibbsova volná energie. Při chemických reakcích se mění velikost Gibbsovy energie soustavy mezi počátečním stavem G1 a konečným stavem G2. Mohou nastat tři situace:

a) G2 < G1, G2 - G1 = ΔG< 0

Gibbsova energie produktů G2 je menší než Gibbsova energie substrátů G1. Energie se uvolňuje a jedná se tedy o děj exergonický. V organismu tato situace nastává v případě katabolických reakcí, při kterých dochází k degradaci složitých sloučenin na jednodušší za uvolňování energie.

b) G2 > G1, G2 - G1 = ΔG > 0

Gibbsova energie produktů G2 je větší než Gibbsova energie substrátů G1. Energie se při reakci spotřebovává a jedná se tedy o děj endergonický. V organismu tato situace nastává v případě anabolických reakcí, při kterých se syntetizují složité sloučeniny z jednoduchých za spotřeby energie.

c) G2 = G1, G2 - G1 = ΔG = 0

Gibbsova energie produktů G2 je rovna Gibbsově energii substrátů G1. V tomto případě nedochází ke změně energie soustavy a nastává chemická rovnováha. Jakmile systém dosáhne rovnováhy, koncentrace reaktantů se již nemění. Systémy vždy usilují o rovnovážný stav, kdy Gibbsova energie soustavy je ΔG=0.

Přenašeče energie[editovat | editovat zdroj]

Exergonické reakce mohou v organismech probíhat samovolně a uvolňuje se při nich energie. Jsou spřaženy s reakcemi endergonickými, kterým dodávají potřebnou energii. K uchování energie využívají organismy speciální vysokoenergetické sloučeniny, které hrají roli přenašečů energie mezi endergonickými a exergonickými procesy. Daleko nejvýznamnější je molekula adenosintrifosfátu ATP, která v buňce funguje jako univerzální přenašeč energie.

  • Vysokoenergetický adenosintrifosfát ATP se uvolněním jednoho fosfátu mění na méně energetický adenosindifosfát ADP. Uvolněná energie se pak používá při endergonických reakcích.
  • Při opačném procesu, tedy při exergonických reakcích, je méně energetické sloučenině adenosintrifosfátu ADP energie dodána a přijetím jednoho fosfátu se změní na vysokoenergetický adenosintrifosfát ATP.
  • Energie uvolněná při přeměně jedné molekuly ATP na jednu molekulu ADP je považována za jednotku energie v biologických systémech.

Příklady exergonických reakcí[editovat | editovat zdroj]

Exergonické reakce slouží při metabolismu organismů především k rozkladu složitějších molekul na jednodušší. Jsou to například tyto reakce:

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Exergone und endergone Reaktion na německé Wikipedii.

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Exergonic reaction na anglické Wikipedii.