Reacción de hidrólisis de los hidratos de carbono
Ahora que hemos hablado de las cuatro clases principales de macromoléculas biológicas (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), hablemos de las macromoléculas en su conjunto. Cada una de ellas es un importante componente de la célula y desempeña una amplia gama de funciones. Combinadas, estas moléculas constituyen la mayor parte de la masa seca de una célula (recordemos que el agua constituye la mayor parte de su masa completa). Las macromoléculas biológicas son orgánicas, es decir, contienen carbono. Además, pueden contener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos menores.
La mayoría de las macromoléculas están formadas por subunidades individuales, o bloques de construcción, llamados monómeros. Los monómeros se combinan entre sí mediante enlaces covalentes para formar moléculas más grandes conocidas como polímeros. Al hacerlo, los monómeros liberan moléculas de agua como subproductos. Este tipo de reacción se conoce como síntesis de deshidratación, que significa “juntar perdiendo agua”.
En una reacción de síntesis de deshidratación (Figura 1), el hidrógeno de un monómero se combina con el grupo hidroxilo de otro monómero, liberando una molécula de agua. Al mismo tiempo, los monómeros comparten electrones y forman enlaces covalentes. A medida que se unen más monómeros, esta cadena de monómeros repetitivos forma un polímero. Los diferentes tipos de monómeros pueden combinarse en muchas configuraciones, dando lugar a un grupo diverso de macromoléculas. Incluso un mismo tipo de monómero puede combinarse de diversas maneras para formar varios polímeros diferentes: por ejemplo, los monómeros de glucosa son los constituyentes del almidón, el glucógeno y la celulosa.
Molécula grande
Las grandes moléculas necesarias para la vida que se construyen a partir de moléculas orgánicas más pequeñas se denominan macromoléculas biológicas. Hay cuatro clases principales de macromoléculas biológicas (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), y cada una de ellas es un componente importante de la célula y desempeña una amplia gama de funciones. Combinadas, estas moléculas constituyen la mayor parte de la masa de una célula. Las macromoléculas biológicas son orgánicas, es decir, contienen carbono. Además, pueden contener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos menores.
Se suele decir que la vida está “basada en el carbono”. Esto significa que los átomos de carbono, unidos a otros átomos de carbono o a otros elementos, forman los componentes fundamentales de muchas, si no de la mayoría, de las moléculas que se encuentran exclusivamente en los seres vivos. Otros elementos desempeñan un papel importante en las moléculas biológicas, pero el carbono es sin duda el elemento “base” de las moléculas de los seres vivos. Las propiedades de enlace de los átomos de carbono son las responsables de su importante papel.
Los hidratos de carbono, las proteínas y los lípidos son
La hidrólisis es la reacción opuesta a la condensación porque, durante la hidrólisis, los polímeros se descomponen en monómeros, mientras que durante la condensación los monómeros se unen para formar polímeros. Los enlaces covalentes se rompen durante la hidrólisis y se crean durante la condensación.
Durante la condensación de los nucleótidos se forman los ácidos nucleicos ADN y ARN. Son cruciales para toda la materia viva, ya que transportan el material genético. Sin la condensación, esta función vital no sería posible.
La condensación de los ácidos grasos y el glicerol es importante porque se forman lípidos. Los lípidos son moléculas esenciales para el almacenamiento de energía, bloques de construcción de las membranas celulares y proveedores de aislamiento y protección. Sin la condensación, estas funciones vitales no serían posibles.
El objetivo de la reacción de hidrólisis es la descomposición de los polímeros en monómeros o pequeñas moléculas. Esto es importante para el funcionamiento normal de las células, ya que absorben pequeñas moléculas que les proporcionan energía.
Cómo identificar las biomoléculas
Un monómero es un tipo de molécula que tiene la capacidad de unirse químicamente a otras moléculas en una cadena larga; un polímero es una cadena de un número indeterminado de monómeros. Esencialmente, los monómeros son los bloques de construcción de los polímeros, que son un tipo de moléculas más complejas. Los monómeros -unidades moleculares que se repiten- se conectan a los polímeros mediante enlaces covalentes.
La palabra monómero viene de mono (uno) y -mer (parte). Los monómeros son pequeñas moléculas que pueden unirse de forma repetitiva para formar moléculas más complejas llamadas polímeros. Los monómeros forman polímeros formando enlaces químicos o uniéndose supramolecularmente mediante un proceso llamado polimerización.
A veces, los polímeros están formados por grupos unidos de subunidades de monómeros (hasta unas pocas docenas de monómeros) llamados oligómeros. Para considerarse un oligómero, las propiedades de la molécula deben cambiar significativamente si se añaden o eliminan una o varias subunidades. Algunos ejemplos de oligómeros son el colágeno y la parafina líquida.
Un término relacionado es “proteína monomérica”, que es una proteína que se une para formar un complejo multiproteico. Los monómeros no son sólo bloques de construcción de polímeros, sino que son moléculas importantes por sí mismas, que no forman necesariamente polímeros a menos que se den las condiciones adecuadas.