3.6: Эндергонные и эксергонные реакции в клетке

Если во время химической реакции выделяется энергия, то результирующая величина будет отрицательным числом. Другими словами, реакции, которые высвобождают энергию, имеют ∆G < 0. Отрицательный ∆G также означает, что продукты реакции имеют меньше свободной энергии, чем реагенты, потому что они выделяют некоторое количество свободной энергии во время реакции. Реакции с отрицательным ∆G, которые впоследствии выделяют свободную энергию, ученые называют эксергонными реакциями. Эксергония означает, что энергия выходит из системы. Мы также называем эти реакции спонтанными, потому что они могут происходить без добавления энергии в систему. Понимание того, какие химические реакции являются спонтанными и высвобождают свободную энергию, чрезвычайно полезно для биологов, потому что эти реакции могут быть использованы для выполнения работы внутри клетки. Вопреки повседневному употреблению этого термина, спонтанная реакция — это не реакция, которая возникает внезапно или быстро. Ржавление железа является примером спонтанной реакции, которая происходит медленно, понемногу, с течением времени.

Если химическая реакция требует затрат энергии, то ∆G для этой реакции будет положительной величиной. В этом случае продукты имеют больше свободной энергии, чем реагенты. Таким образом, мы можем думать о продуктах реакций как о молекулах, запасающих энергию. Мы называем эти химические реакции эндергонными реакциями, и они не являются спонтанными. Эндергоническая реакция не будет происходить сама по себе без добавления свободной энергии.

Например, создание сложных молекул, таких как сахара, из более простых молекул является анаболическим процессом и требует энергии. Таким образом, химические реакции, участвующие в анаболических процессах, являются эндергоническими. С другой стороны, катаболический процесс расщепления сахара на более простые молекулы высвобождает энергию в серии эксергонных реакций.

Этот текст адаптирован из Openstax, Biology 2e, Раздел 6.2: Потенциальная, кинетическая, свободная и активационная энергия.