Problema 5 · Biología Celular UB Examen Parcial de Biología Celular: Membrana, Termodinámica y Señalización

Defina la segunda ley de la termodinámica y describa su relación con los procesos celulares, explicando cómo las células mantienen su elevado grado de orden interno sin violar dicho principio.

Solución: 1. Definición formal: La segunda ley de la termodinámica estipula que en todo proceso espontáneo la entropía global ($S$) de un sistema aislado y su entorno siempre tiende a aumentar ($\Delta S_{\text{universo}} > 0$). El desorden del universo progresa de forma irreversible hacia un máximo. 2. Relación y aplicación celular: - La célula como sistema abierto: La célula no es un sistema aislado; intercambia materia y energía de forma continua con su medio exterior. - Mantenimiento del orden y disipación de calor: Las células construyen y preservan estructuras macromoleculares altamente organizadas (baja entropía interna). Para lograrlo, acoplan reacciones endergónicas de síntesis a procesos catabólicos exergónicos que liberan energía y dispersan calor hacia el medio. - Balance entrópico: El calor liberado acelera el movimiento térmico y desordena las moléculas del entorno. Así, el incremento de entropía provocado en el exterior supera con creces la disminución local de entropía dentro de la célula, de modo que la entropía total del universo aumenta, cumpliéndose estrictamente la ley.