Macromoléculas: [Concepto, Tipos, Características e Importancia]

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¿Qué son las macromoléculas?

Qué son las macromoléculasEl término de macromoléculas se refiere a una molécula de gran tamaño que está compuesta por cientos o miles de átomos. 

Las macromoléculas se pueden describir también como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, que forman los llamados polímeros.

El término macromolécula fue acuñado por el químico alemán Hermann Staudinger en su artículo donde sienta las bases de la polimerización, publicado en mayo de 1922 en la revista científica Helvetica Chimica Acta 5.

Staudinger, quien recibió el Premio Nobel en Química por sus investigaciones, se refería a las macromoléculas como: “…largas cadenas compuestas por un elevado número de unidades sencillas que se repiten a lo largo de la cadena, unidas por enlaces covalentes.”

Según Staudinger las macromoléculas abarcaban tanto los polímeros naturales como los sintéticos y eran fundamentales para una amplia gama de materiales poliméricos modernos y aplicaciones de gran avanzada.

Aunque el concepto de macromolécula causó revuelo en la comunidad científica a principios de siglo, hoy en día, los diseños moleculares de los polímeros sintéticos y biopolímeros se pueden adaptar con alta precisión para satisfacer las demandas de la tecnología moderna.

¿Qué tipos de macromoléculas podemos encontrar?

Las macromoléculas pueden ser de origen biológico o sintéticas:

  1. Las macromoléculas biológicas son producto de los procesos que ocurren en los seres vivos.
  2. Macromoléculas sintéticas, son aquellas fabricadas por el ser humano en los laboratorios.

Dentro de la rama de las macromoléculas biológicas más importantes del ser humano están los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Esas cuatro macromoléculas forman gran parte del peso seco de la célula ya que el peso húmedo se debe a las moléculas de agua.

Se clasifican por su naturaleza polimérica y por su gran tamaño, aunque poseen características muy diferentes:

Carbohidratos

Qué tipos de macromoléculas podemos encontrar - CarbohidratosLos carbohidratos son biomoléculas formadas por tres elementos fundamentales: carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción menor.

Su función en el organismo de los seres vivos es proporcionar y almacenar la energía de forma inmediata, sobre todo al cerebro y al sistema nervioso.

Los carbohidratos se dividen en tres grupos: monosacáridos, (glucosa, fructosa, galactosa) disacáridos (sacarosa, lactosa) y polisacáridos (almidón, glucógeno y celulosa).

Lípidos

Los lípidos son generalmente biomoléculas constituidas por carbono, hidrógeno y oxígeno y algunas veces también por azufre, nitrógeno y fósforo. Son de menor tamaño y son las únicas de las macromoléculas que no forman polímeros.

En los alimentos existen tres tipos de lípidos: grasas o aceites (triglicéridos o triacilglicéridos), fosfolípidos y ésteres de colesterol que tiene un componente común que son los ácidos grasos.

Proteínas

Qué tipos de macromoléculas podemos encontrar - ProteínasSe conoce como proteínas a los polipéptidos que están organizados en estructuras tridimensionales, estables y funcionales.

Las proteínas realizan diferentes funciones: catalizan reacciones bioquímicas en forma de enzimas. 

Controlan los procesos fisiológicos en forma de hormonas y coordinan actividades biológicas como la insulina, entre otras.

Ácidos nucleicos

Qué tipos de macromoléculas podemos encontrar - Ácidos nucleicosLos ácidos nucleicos están compuestos por monómeros de nucleótidos y son conocidos por sus siglas de ADN -Ácido desoxirribonucleico-,  y ARN – ácido ribonucleico. 

Son las únicas macromoléculas que no se forman por síntesis de deshidratación.

La formación de los ácidos nucleicos es más compleja y conlleva la duplicación de cromosomas mediante el proceso de la división de las células o mitosis.

¿Qué características estructurales tienen las macromoléculas?

Qué características estructurales tienen las macromoléculasA nivel estructural, las macromoléculas están compuestas por unidades moleculares más pequeñas unidas por enlaces covalentes, por puentes de hidrógeno, por interacciones hidrofóbicas o por fuerzas de Van der Waals.

Las macromoléculas, en todos los casos, son grandes estructuras moleculares que contienen cientos y miles de átomos que se encuentran ordenados en secuencias fijas y tiene un alto peso molecular.

De acuerdo a su estructura, las macromoléculas se pueden dividir en:

  1. Lineales: Son las macromoléculas conformadas por largas cadenas que repiten algún orden de monómeros y están unidas entre sí por la cabeza y la cola.
  2. Ramificadas: En las macromoléculas ramificadas cada monómero puede unirse a otras cadenas para formar ramas de diverso tamaño y a una distancia determinada de la cadena principal.

¿Dónde se degradan las macromoléculas?

Dónde se degradan las macromoléculasLas macromoléculas se degradan en el cuerpo cuando las enzimas catalizan o aceleran las reacciones de síntesis de deshidratación y las reacciones de hidrólisis.

Mientras viaja por el sistema digestivo, el alimento es degradado por enzimas como la maltasa que degrada la maltosa, las lipasas que rompen las macromoléculas de los lípidos y las peptidasas que descomponen las proteínas.

En el proceso de degradación se rompen las moléculas biológicas grandes para liberar las unidades estructurales más pequeñas que pueden ser fácilmente absorbidas y utilizadas por el cuerpo.

¿Qué importancia tienen las macromoléculas en nuestra vida diaria?

Qué importancia tienen las macromoléculas en nuestra vida diariaLas macromoléculas son muy importantes para el desarrollo de la vida humana y para su correcto funcionamiento.

A diferencia de las moléculas naturales y de las sintéticas, las macromoléculas poseen un peso molecular y un volumen muy grande y por lo tanto sus propiedades son más complejas y útiles.

Como ejemplo se puede destacar que los polímeros producidos por el hombre permiten la creación de materiales novedosos con aplicaciones imprevistas.

También ciertas macromoléculas biológicas realizan trabajos muy complejos ya sea como encargadas de aportar material y/o energía para otros procesos o como mecanismos de acción bioquímica como es el caso de la insulina.

La insulina, por ejemplo, está compuesta de 51 aminoácidos y es muy importante porque se encarga de la regulación del azúcar en el cuerpo humano.

¿Cuál es el proceso celular que construye las macromoléculas?

Cuál es el proceso celular que construye las macromoléculasEl proceso celular que construye las macromoléculas se denomina síntesis de la deshidratación.

Mediante la síntesis de la deshidratación se llevan a cabo reacciones químicas en las cuales un monómero se une a través de un enlace covalente a otro monómero o a una cadena creciente de ellos y libera una molécula de agua.

En la construcción de macromoléculas tanto la síntesis como la degradación ocurren en secuencias de cambios químicos siguiendo reglas definidas.

Una reacción importante que ocurre en la célula mediante el proceso de la síntesis de la deshidratación es la formación de ATP (Adenosín trifosfato) con la fosforilación oxidativa, que ofrece la energía a las células.

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