El enlace de hidrógeno en los hidratos de carbono
En todas las formas de vida de la Tierra, desde la bacteria más pequeña hasta el cachalote gigante, hay cuatro clases principales de macromoléculas orgánicas que siempre se encuentran y son esenciales para la vida. Se trata de los hidratos de carbono, los lípidos (o grasas), las proteínas y los ácidos nucleicos. Todas las clases principales de macromoléculas son similares, en el sentido de que son grandes polímeros que se ensamblan a partir de pequeñas subunidades monoméricas que se repiten. En el capítulo 6, se presentaron los polímeros de la vida y sus estructuras de bloques de construcción, como se muestra en la figura 11.1. Recuerde que las unidades monoméricas para construir los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN, son las bases nucleotídicas, mientras que los monómeros para las proteínas son los aminoácidos, para los carbohidratos son los residuos de azúcar y para los lípidos son los ácidos grasos o los grupos acetilo.
Este capítulo se centrará en una introducción a la estructura y función de estas macromoléculas. Descubrirás que las principales macromoléculas se mantienen unidas por los mismos enlaces químicos que has explorado en los capítulos 9 y 10, y dependen en gran medida de la síntesis por deshidratación para su formación, y de la hidrólisis para su descomposición.
¿Dónde se encuentran los enlaces glucosídicos en los hidratos de carbono?
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.
A menudo se dice 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 “básico” de las moléculas de los seres vivos. Las propiedades de enlace de los átomos de carbono son las responsables de su importante papel.
Enlace glicosídico
Como has aprendido, las macromoléculas biológicas son grandes moléculas, necesarias para la vida, que se construyen a partir de moléculas orgánicas más pequeñas. Hay cuatro clases principales de macromoléculas biológicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); cada una de ellas es un componente celular importante y realiza 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”.
Figura \ (\PageIndex{1}): En la reacción de síntesis de deshidratación representada arriba, dos moléculas de glucosa se unen para formar el disacárido maltosa. En el proceso, se forma una molécula de agua.
Macromoléculas
A menudo se tratan por separado en diferentes segmentos de un curso. De hecho, los principios que rigen la organización de la estructura tridimensional son comunes a todas ellas, por lo que las consideraremos conjuntamente.
Concluiremos esta sección del curso con una consideración de la desnaturalización y la renaturalización, es decir, las fuerzas que intervienen en la pérdida de la estructura nativa de una macromolécula (es decir, su estructura tridimensional normal), y cómo se puede recuperar esa estructura, una vez perdida.
Las macromoléculas biológicas son polaresEl punto principal del primer segmento de este material es éste: LAS UNIDADES MONOMÉRICAS DE LAS MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS TIENEN CABEZAS Y COLAS. CUANDO SE POLIMERIZAN EN FORMA DE CABEZA Y COLA, LOS POLÍMEROS RESULTANTES TAMBIÉN TIENEN CABEZAS Y COLAS.
Estas macromoléculas son polares [polares: que tienen extremos diferentes] porque se forman por condensación cabeza-cola de monómeros polares. Veamos las tres clases principales de macromoléculas para ver cómo funciona esto, y empecemos por los hidratos de carbono.