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Macromoleculas
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Escuela Preparatoria Oficial No.11
Tema: MacromoleculasIntegrantes:Mariana Patricia Hernández Godoy 22Irwin Daniel Noeggerat Chavez 36Quimica 23°-3 Matutino
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Macromoleculas
Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocasunidades mínimas o monómeros, formando los polímeros. A menudo el término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 Dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas comoinorgánicas, y se encuentran algunas de gran relevancia en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas.
La mayoría de macromoléculas son solubles en los solventes apropiados.Por otro lado , las macromoleculas se clasifican en naturales y sinteticas. Las primeras son encontradas en los seres vivos, mientras que las segundas son todas aquellas moleculas sintetizadas por el hombre para su bienestar.
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Macromoleculas Naturales
Las macromoléculas naturales se encuentran en los seres vivos y poseen una elevada masa molecular, y en el caso de los carbohidratos y proteínas están constituidos por la repetición de algún tipo de subunidad estructural, pudiendo ser lineales o ramificadas largas cadenas que se unen entre sí por puentes de hidrogeno o interacciones hidrofóbicas y por enlaces covalentes.Las macromoléculas naturales por ejemplo: los carbohidratos, lípidos y proteínas se pueden encontrar en los alimentos.
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La importancia de
las macromoleculas en el cuerpo humano es vital debido a que gracias a ellas el
organismo realiza una gran cantidad de funciones para su desarrollo y
supervivencia. Por ejemplo :Correr,
estudiar,platicar y caminar son de las muchas actividades que podemos realizar
siempre y cuando tengamos energia en nuestro organismo, la cual es obtenida
mediante el metabolismo de los alimentos.
Importancia en la salud
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Carbohidratos
FunciónLos carbohidratos tienen varias funciones en las células.
Ellos son una excelente fuente de energía para las varias actividades que
ocurren en nuestras células. Algunos carbohidratos pueden tener una función
estructural. Por ejemplo, el material que mantiene a las plantas de pie y da a
la madera sus propiedades resistentes es una forma del polímero de glucosa
conocida como la celulosa. Otros tipos de los polímeros de azúcar se encuentran
en las energías almacenadas, como el almidón y el glicógeno.
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Estructura
Si bien su fórmula general es (CH2O)n, la estructura química
de los carbohidratos dependerá del tipo de azúcar de que se trate.
Monosacáridos
Poseen 4, 5, 6 carbonos.
Estos sacáridos se distinguen por la orientación de los
grupos hidroxilos (-OH). Esto le brinda propiedades químicas y organolépticas
especiales.
Dentro de los monosacáridos pueden encontrarse los de forma
lineal y los de forma anular. La fructosa es un ejemplo de ellos.
Disacáridos
Dentro de este grupo encontramos la sacarosa, maltosa o
lactosa. Estos se forman por la unión de diferentes monosacáridos, los cuales
se encuentran unidos en carbonos específicos de cada molécula.
Polisacáridos
Estos representan la fuente de reserva de hidratos de
carbono simples. Son estructuras más complejas formadas por varias uniones de
diferentes sacáridos. Por ejemplo el almidón es una mezcla de amilasa y
amilopectina, pero a su vez la amilasa posee entre 200 a 20.000 unidades de
glucosa que se despliegan en forma de hélix.
Dentro de este grupo también se puede mencionar a la
celulosa, un polímero de cadenas largas sin ramificaciones de B-D-Glucosa, la
cual presenta estructuras rígidas
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Propiedades
Energeticamente, los carbohidratos aportan 4 KCal
(kilocalorías) por gramo de peso seco. Esto es, sin considerar el contenido de
agua que pueda tener el alimento en el cual se encuentra el carbohidrato.
Cubiertas las necesidades energéticas, una pequeña parte se almacena en el
hígado y músculos como glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso del
individuo), el resto se transforma en grasas y se acumula en el organismo como
tejido adiposo.
Se suele recomendar que minimamente se efectúe una ingesta
diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos
metabólicos.
Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es
insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su
función plástica.
Regulación del metabolismo de las grasas: En caso de
ingestión deficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente
acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos, que son productos intermedios
de este metabolismo provocando así problemas (cetosis).
Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una porción
pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe
excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte.
Características
Son moléculas orgánicas, esenciales para la vida.
Están compuestas por carbono, oxigeno, hidrógeno.
Son solubles en agua.
Almacenan energía.
Las plantas son las principales portadoras de hidratos de
carbono, esto se debe a que estas poseen clorofila, un pigmento responsable de
captar la luz solar y a partir de ahí elaborar glucosa.
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Lipidos
FunciónLos lípidos cumplen diversas funciones en el organismo como son:
Energética: pueden utilizarse como reserva energética, debido a que aportan más del doble de energía que la producida por los glúcidos.
Reguladora: por ejemplo, el colesterol es un
precursor de hormonas sexuales y de la vitamina D, las cuales desempeñan
funciones de regulación.
Transporte: la grasa dietética suministra los
ácidos grasos esenciales, es decir, el ácido linolénico y el ácido
linoleico, siendo necesaria para transportar las vitaminas A, D, E y K
que son solubles en grasas y para ayudar en su absorción intestinal.
Estructural: hay distintos lípidos, como el colesterol y los fosfolípidos, que constituyen parte de las membranas biológicas.
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Estructura
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la
mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H)
y en menor medida oxígeno (O), aunque también pueden contener fósforo (P),
azufre (S) y nitrógeno (N).PropiedadesPropiedades físicas
Carácter anfipático: Son aquellos lípidos que contienen una parte hidrófila, es decir que atrae al agua y otra parte hidrófoba que repele al agua.
Punto de fusión: Esta propiedad depende de la cantidad de carbonos que exista en la cadena hidrocarbonada y del número de enlaces dobles
que tenga esa cadena. Mayor será el punto de fusión cuanto más energía
sea necesaria para romper los enlaces, es por ello que las grasas
saturadas tiene un punto de fusión más alto que las insaturadas.
Propiedades químicas
Esterificación:
Es una reacción en la cual un ácido graso se une a un alcohol, mediante
un enlace covalente. De esta reacción se forma un éster, liberando
agua.
Saponificación: Es una reacción en la cual un ácido graso se une a una base dando una sal de ácido graso, liberando una molécula de agua.
Antioxidación: Es una reacción en la cual se oxida un ácido graso insaturado.
Características
Son insolubles en agua
Son solubles en disolventes orgánicos, como éter,
cloroformo, benceno, etc.
Muchos suelen presentar tacto untuoso (resbaladizo)
Brillo graso
Su estructura química permite
que cuenten con flexibilidad, en tanto otros pueden ser rígidos
algunos
comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno.
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Proteinas
Función
Ser esenciales para el crecimiento. Las grasas y
carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno.
Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la siítesis tisular
Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas,
proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas.
Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de diversos
medios como el plasma.
Energéticamente, las proteínas aportan al organismo 4 Kcal de energía por cada gramo que se ingiere.
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Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de
las reacciones químicas del metabolismo. Son las enzimas.
Actúan como transporte de gases como oxígeno y dióxido de
carbono en sangre. (hemoglobina).
Actúan como defensa, los anticuerpos son proteínas de defensa
natural contra infecciones o agentes extraños.
Permiten el movimiento celular a través de la miosina y actina
(proteínas contráctiles musculares).
Resistencia. El colágeno es la principal proteína integrante
de los tejidos de sostén.
EstructuraEstán formadas por la unión de varios aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos.Estructura primaria Se refiere a la secuencia de aminoácidos es decir, la combinación lineal de los aminoácidos mediante un tipo de enlace covalente, el enlace peptídico
Los aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos siendo una de sus
características más importantes la coplanaridad de los radicales
constituyentes del enlace.Esctructura secundariaLa estructura secundaria de las proteínas es la disposición espacial local del esqueleto proteico, gracias a la formación de puentes de hidrogeno entre los átomos que forman elenlace peptídico es decir, un tipo de enlace no covalente, sin hacer referencia a la cadena lateral.Esctructura terciariaEs el modo en que la cadena polipeptídica se pliega en el espacio, es
decir, cómo se enrolla una determinada proteína, ya sea globular o
fibrosa. Es la disposición de los dominios en el espacio.Estructura cuaternariaLa estructura cuaternaria deriva de la conjunción de varias cadenas peptídicas que, asociadas, conforman un ente, un multímero, que posee propiedades distintas a la de sus monómeros
componentes. Dichas subunidades se asocian entre sí mediante
interacciones no covalentes.
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Propiedades
Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces
fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se
pierde la solubilidad.
Capacidad electrolítica: Se determina a través de la
electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al
polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa.
Especificidad: Cada proteína tiene una función específica
que está determinada por su estructura primaria.
Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan
como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden
comportarse como ácidos (donando electrones) o como bases (aceptando
electrones).
Características
Estan constituidos por una o varias cadenaspolipeptídicas.
Sus pesos moleculares varían desde5.000 hasta 1.000.000 ó más.
Todas las proteínas están constituidaspor un conjunto de 20 aminoácidos.
Las proteínas se clasifican de acuerdocon su conformación tridimensional.
Las proteínas se desnaturalizan poracción de valores de pH ode temperatura extremas.
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Acidos Nucleicos
La función principal de los ácidos nucleicos es almacenar y
transmitir la información genética. El ADN, a nivel molecular, tiene una doble
función:
Sacar copias de sí mismo, duplicarse, autoperpetuarse,
asegurando la transmisión de los genes en un proceso denominado REPLICACIÓN.
Transmitir
la información al ARN, que saca copias del ADN, pudiendo así transcribir dicha
información, en forma de proteínas, determinando las características de la
célula, la herencia; a este proceso se le denomina TRANSCRIPCIÓN.
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Esctructura Se refiere a la morfología
de ácidos nucleicos como el ADN y el ARN. Los detalles de la estructura de los
ácidos nucleicos permitieron revelar el código genético. Por lo general, dicha
estructura desarrollada por el modelo de James Watson y Francis Crick se divide
en cuatro niveles diferentes:
La estructura primaria, que es la secuencia de bases
nitrogenadas de cada una de las cadenas que componen el ADN.
La estructura secundaria, que es el conjunto de
interacciones entre las bases nitrogenadas, es decir, qué partes de las cadenas
están vinculados uno al otro.
La estructura terciaria, la ubicación de los átomos en el
espacio tridimensional, teniendo en cuenta las limitaciones geométricas y
estéricas.
La estructura cuaternaria, que es la organización de más
alto nivel del ADN en la cromatina, o las interacciones entre las unidades de
ARN en el ribosoma o espliceosoma.
PropiedadesLas más importantes desde el punto de vista biológico son: a)
propiedades ácido-base, debido a los grupos fosfato y a las bases
nitrogenadas (particularmente importantes en el mantenimiento de los
puentes de hidrógenob) solubilidad: son solubles en agua y poco
solubles en disolventes orgánicosc) viscosidad: mayor en bicatenarios
que en monocatenarios d) densidad: mayor en RNA y monocatenarios que
DNA y bicatenarios; mayor en los SC que OC y éstos que los lineales;
mayor cuanto mayor contenido (G+C), y en base a todo ello se pueden
separar distintos DNA e) absorción de luz a 260 nm, debido a las bases
nitrogenadas, y que es mayor en los monocatenarios que en los
bicatenarios.
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CaracteristicasEl ácido nucleico,
así llamado porque se encuentra en el núcleo de una célula, es un termino que
involucra al ADN y a todos los tipos de ARN y es la manera en que un organismo
guarda, traduce y pasa su información genética. Los ácidos nucleicos están hechos
de cadenas de nucleótidos, los cuales se componen de un azúcar de cinco
carbonos, una base y un grupo fosfato.
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Enlace Glucosídico
Es el enlace para unir monosacaridos con el fin de formar disacaridos o polisacaridos. Mediante este enlace se unen dos monosacáridos.En el enlace O-glucosídico
reacciona el grupo OH (hidroxilo) del carbono anomérico del primer monosácarido con un OH unido a un carbono (anomérico o no) del segundo monosacárido. Se forma un disacárido y una molécula de agua. El proceso es realmente una condensación, se denomina deshidratación por la característica de la pérdida de la molécula de agua, al igual que ocurre en la formación del enlace peptídico.
En el ámbito de los glúcidos, el enlace glucosídico es aquel mediante el cual un glúcido se enlaza con otra molécula, que puede ser o no ser otro glúcido. En caso de unirse entre sí dos o más monosacáridos formando disacáridos o polisacáridos utilizando un átomo de oxígeno como puente entre ambas moléculas (un éter), su denominación correcta es enlace O-glucosídico. Análogamente, también existen enlaces S, N y C glucosídicos.
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Enlace Peptídico
Es un enlace covalente entre el grupo amino(–NH2) de un aminoacido y el grupo carboxilo(–COOH) de otro aminoácido. Los péptidos y las proteínas están formados por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos. El enlace peptídico implica la pérdida de una molécula de agua y la formación de un enlace covalente CO-NH. Es, en realidad, un enlace amida sustituido.
Podemos seguir añadiendo aminoácidos al péptido, pero siempre en el extremo COOH terminal.
Para nombrar el péptido se empieza por el NH2 terminal por acuerdo. Si el primer aminoácido de nuestro péptido fuera alanina y el segundo serina tendríamos el péptido alanil-serina.
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Fabricacion de polímeros sintéticos
Polimerización por adición.El
proceso de polimerización por adición se caracteriza por la simple combinación
de moléculas sin que se generen productos secundarios como resultado de la
combinación. Las moléculas originales no se descomponen para producir residuos
de reacción que es necesario eliminar del producto. Cuando se enganchan
unidades de un solo monómero, el producto resultante es un homopolímero La formación de un homopolímero es análoga al enlazamiento
de vagones idénticos de un tren. Cada uno de los vagones es análogo a una
pequeña molécula llamada mero, que se enlaza a otros meros idénticos para
formar una cadena de muchos meros llamada polímero. Al igual que los vagones,
el mero debe contar con un medio para engancharse o enlazarse con otros meros
por ambos extremos (es decir, debe ser al menos bifuncional).
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El proceso mismo de polimerización implica la formación, no
de un solo tren (una macromolécula), sino muchos; cada una de las
macromoléculas compite por los meros (vagones de la estación de ferrocarril).
Polimerización por condensación.Es
la formación de polímeros por mediación de reacciones químicas intermoleculares
que normalmente implican más de una especie monomérica y generalmente se
origina un subproducto de bajo peso molecular, como el agua, que se elimina.
Las substancias reactivas tienen fórmulas químicas diferentes de la unidad que
se repite, y la reacción intermolecular ocurre cada vez que se forma una unidad
repetitiva.
En este proceso, la unión química de dos moléculas sólo se
consigue mediante la formación de una molécula secundaria (usualmente pequeña)
con átomos de las dos moléculas para crear la unión (de las moléculas), con lo
cual la polimerización puede continuar. En estas reacciones el producto
secundario residual se extrae inmediatamente del polímero porque puede inhibir
la polimerización subsiguiente o permanecer como impureza indeseable en los
productos terminados.
Los tiempos de reacción para la polimerización por
condensación son generalmente mayores que los de la polimerización por adición.
Para generar materiales con elevados pesos moleculares se necesitan tiempos de
reacción suficientemente largos para completar la conversión de los monómeros
reactivos. También se producen varias longitudes de cadena y se genera una
distribución de pesos moleculares.
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La obtención, invención y fabricación de polímeros, ha desarrollado
nuevas maneras de construir, generar, ensamblar y producir diferentes
productos industriales, en distintos campos, tales como la industria
automotriz, de alimentos, textil y electrónica.
Algunas ventajas pueden ser:
Bajo costo
Fácil maleabilidad
Fácil fabricación en la mayoría de los polímeros
Buena resistencia mecánica
Buena resistencia a la corrosión
Amplia variedad de polímeros con distintas propiedades
Beneficios de los polímeros
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Caption: : Ceramica
Caption: : Cristal liquido
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Caption: : Superconductores
Caption: : Plasticos
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Caption: : Polimeros
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Unos de los materiales que se hacen con macromoléculas son
por ejemplo materiales biodesintegrables, que son mezclas de bioplásticos con
polímeros sintéticos no biodegradables, que por acción de los microorganismo se
pueden desintegrar, convirtiéndose básicamente en agua y dióxido de carbono
sólo las macromoléculas de bioplástico, mientras que las macromoléculas de alto
peso molecular del polímero sintético permanecen intactas.
Desde el punto de vista de la
"contaminación", se percibe que son una mejora al problema, por dejar
ese residuo sintético sin degradar.
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Bibliografía
http://bloque5quimica2.blogspot.mx/p/la-importancia-de-las-macromoleculas.html?m=1
http://m.innatia.com/c-carbohidratos/a-importancia-carbohidratos.html
http://bioquimicatps2.blogspot.mx/p/211-definicion.html?m=1
http://m.innatia.com/c-lipidos-y-acidos-grasos/a-propiedades-de-lipidos.html
http://mitecnologico.com/Main/ProteinasEstructuraFuncionClasificacionPropiedadesEnzimas
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico
http://html.rincondelvago.com/polimeros_9.html
http://vekajuluchin.blogspot.mx/2011/05/introduccion.html?m=1
http://macromoleculasnaturalesysintenticas.blogspot.mx/p/macromoleculas-naturales.html?m=1
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