TERMODINÁMICA DE LOS PROCESOS IRREVERSIBLES DE UN METABOLISMO

Abstract

La célula utiliza la glicólisis para obtener la energía que requiere para llevar a cabo procesos tan complejos como la digestión, la síntesis bioquímica, contracciones musculares, división celular, control de la temperatura corporal, etc. La glicólisis en extractos citoplasmáticos de células de levaduras y en extractos de levaduras libres de células es uno de los tres primeros osciladores bioquímicos descubiertos. A partir del análisis de las posibles rutas bioquímicas involucradas en la glicólisis, Selkov propuso un modelo matemático sencillo alrededor de la enzima PFK y de la pareja ATP-ADP, que permite mostrar algunos de los rasgos característicos del comportamiento oscilatorio. A pesar de que el comportamiento oscilatorio de la glicólisis en extractos citoplasmáticos de células ha sido objeto de amplio estudio experimental, muy pocos esfuerzos se han realizado para llevar a cabo estudios termodinámicos en este sistema. En este trabajo proponemos extender el modelo de Selkov a un sistema de reacción-difusión para ser estudiado en el marco de la termodinámica generalizada de los procesos irreversibles, con el propósito de mostrar cómo se comportan los niveles de disipación termodinámica ante variaciones en la temperatura.