세포 내 엔트로피

살아있는 세포는 열역학 제2법칙을 따르는데, 이 법칙에 따르면 시스템은 외부 입력 없이 낮은 엔트로피 순서 상태에서 높은 엔트로피 무질서 상태로 진행되는 경향이 있습니다.

예를 들어, 농축된 산소를 폐에서 산소가 적은 혈액으로 수동적으로 운반하면 산소 분자가 분산되어 시스템의 엔트로피가 증가합니다.

세포는 포도당과 같은 분자의 분해에서 에너지를 얻습니다. 반응의 부산물인 이산화탄소, 물, 열은 주변으로 방출되어 엔트로피를 높입니다.

세포의 생존은 DNA와 단백질과 같은 고도로 정렬된 시스템에 달려 있습니다. 이러한 질서 정연한 구조의 형성은 시스템의 엔트로피를 감소시키며, 이는 주변 환경의 엔트로피가 동일하거나 더 큰 증가를 동반해야 합니다.

단일 DNA 가닥은 무질서하며, 정렬된 이중 나선 구조로 재흡수될 때 엔트로피가 감소합니다.

동시에 이중 나선이 형성되는 동안 에너지가 주변으로 방출됩니다. 이 에너지는 주변을 더 무질서하게 만들고 엔트로피를 증가시킵니다.