Molécula grande
ResumenLos compuestos de bajo peso molecular con carácter lipofílico y lo suficientemente estables como para sobrevivir en la geosfera durante mucho tiempo pueden actuar como biomarcadores, como se señaló en el capítulo 2. Sin embargo, la proporción dominante de la materia orgánica biogénica pertenece al grupo de las sustancias macromoleculares o de alto peso molecular. La descripción sistemática de estas sustancias difiere de la caracterización química de las moléculas pequeñas. Por lo general, las subunidades y su tipo de enlace repetitivo son la pista para entender la estructura y la composición y, en consecuencia, el comportamiento químico de las macromoléculas. Por lo general, la frontera entre las sustancias de bajo y alto peso molecular no es tajante, sino más bien una transición fluida. A grandes rasgos, los compuestos de hasta 1000 Da pertenecen a la fracción de bajo peso molecular, mientras que las sustancias de alto peso molecular pueden presentar masas moleculares de hasta varios millones de Dalton (véase la Fig. 6.1).Palabras clave
Fig. 6.1Fig. 6.2Fig. 6.3Fig. 6.4Fig. 6.5Fig. 6.6Fig. 6.7Fig. 6.8Fig. 6.9Fig. 6.10Fig. 6.11Fig. 6.12Fig. 6.13Fig. 6.14Fig. 6.15Fig. 6.16Fig. 6.17Fig. 6.18Fig. 6.19Fig. 6.20Fig. 6.21Fig. 6.22Fig. 6.23Fig. 6.24Fig. 6.25Fig. 6.26Fig. 6.27Fig. 6.28Fig. 6.29Fig. 6.30Fig. 6.31Fig. 6.32Fig. 6.33Fig. 6.34Fig. 6.35Fig:
Reacción de hidrólisis de los hidratos de carbono
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.
Macromolécula
Las proteínas se encuentran tanto en los productos animales como en los vegetales. Entre ellos se encuentran las carnes magras, el pollo, el pescado, el marisco, los huevos, los productos lácteos (leche, queso, etc.) y las legumbres y frijoles. Las proteínas también abundan en los frutos secos.
Las proteínas están compuestas por aminoácidos, que se unen formando largas cadenas polipeptídicas. Existen cuatro estructuras proteicas: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Las proteínas funcionan como hormonas, enzimas, mensajeros y portadores, unidades estructurales y conectivas, y proporcionan el transporte de nutrientes.
Un enlace peptídico se forma cuando el grupo carboxílico de un aminoácido reacciona con el grupo amino de otro aminoácido. Se forma entre el átomo de carbono del grupo carboxilo de un aminoácido y el átomo de hidrógeno del grupo amino de otro aminoácido.
Las proteínas fibrosas son proteínas estructurales responsables de las estructuras firmes de diversas partes de las células, los tejidos y los órganos. No participan en las reacciones químicas, sino que funcionan estrictamente como unidades estructurales y conectivas.
Los hidratos de carbono, las proteínas y los lípidos son
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.