Ejemplo de Macromoléculas

Las Macromoléculas son las moléculas resultantes de la unión de varias moléculas de menor tamaño de igual estructura, lo que resulta en una secuencia grande de partes iguales. Las macromoléculas tienen funciones definidas, y están clasificadas en dos tipos diferentes: Macromoléculas Naturales y Macromoléculas Sintéticas.

Para comprender mejor el contexto y la importancia de las Macromoléculas, es necesario citar un par de ejemplos. Entre ellos, se encuentran los troncos o los tallos de las plantas, compuestos principalmente por celulosa, que a su vez es una cadena considerablemente larga de carbohidratos. Además, se encuentran los tubérculos, constituidos por muchas moléculas de almidón, que, como la celulosa, es una cadena muy grande de carbohidratos.

El cuerpo humano, en sus tejidos, mencionando la piel, los órganos, los músculos, por ejemplo, contiene numerosas cadenas de aminoácidos, constituyendo a las proteínas que los componen.

Las largas cadenas de las macromoléculas ya tienen como característica un alto peso molecular por la acumulación de las partes que las forman.

Las macromoléculas Naturales se ven involucradas en productos de uso cotidiano como cosméticos, cremas, jabones, aceites y grasas. Y las macromoléculas Sintéticas, llamadas también Polímeros, se emplean para producir materiales sumamente resistentes, incluso más que alguna aleación metálica.

Macromoléculas Naturales: Polisacáridos

Los polisacáridos son macromoléculas constituidas por varias moléculas de carbohidratos. Los Carbohidratos son compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Los dos últimos se encuentran en la misma proporción que en el agua, de dos átomos a uno (H₂O). De manera que su fórmula empírica es (CH₂O)n, esa estructura repetida varias veces. Los carbohidratos representan la fuente más importante de energía en los organismos.

Uno de los Carbohidratos más comunes es la Sacarosa, mejor conocida como azúcar de mesa. Su fórmula es C₁₂H₂₂O₁₁. La Sacarosa es un disacárido, es decir, un carbohidrato formado por dos moléculas, que son la glucosa y la fructosa, que se unen por condensación, mediante suprimir una molécula de H₂O.

Otros disacáridos conocidos son la Lactosa, que se encuentra en la leche, formada por glucosa y galactosa; y la Maltosa, producto de la cebada.

La celulosa y el almidón son polisacáridos de la glucosa, significando esto que muchas moléculas de glucosa se unen por condensación. La celulosa es un polisacárido cuyo peso molecular es variable, oscilando entre varios cientos de miles, con la estructura (C₆H₁₀O₅). El almidón tiene un peso molecular incluso mayor, llegando a los millones de unidades.

La celulosa es la sustancia orgánica más abundante en la Tierra, y únicamente algunas bacterias pueden digerirla. El almidón puede ser digerido por una gran cantidad de animales, siendo abundante en cereales y tubérculos, como el maíz y la papa.

La diferencia estructural que existe entre la celulosa y el almidón es la manera en que se unen las partes de glucosa. En la celulosa, las moléculas de glucosa están unidas por enlaces β. En el almidón, los enlaces entre glucosa son enlaces α.

El cuerpo humano produce una enzima llamada  α-amilasa, presente en la saliva y en el jugo gástrico; esta enzima es capaz de romper los enlaces entre glucosa y glucosa del almidón para que pueda ser utilizado para la producción de la energía necesaria para el funcionamiento del organismo completo.

Para los animales que son herbívoros, existe la enzima β-amilasa, que rompe los enlaces β entre glucosa y glucosa de la celulosa de las plantas consumidas.

Macromoléculas Naturales: Lípidos

Los Lípidos, también llamados Aceites y Grasas, tienen una función protectora en el cuerpo en el sentido térmico, y además sirven como reserva de energía. Cuando se ingieren y no se aprovechan en el aspecto energético, se acumulan debajo de la piel o entre los tejidos que forman los músculos.

Los lípidos de complejidad estructural mayor son las grasas y las Ceras.

Los ácidos grasos, una importante parte del grupo de los ácidos orgánicos o carboxílicos, son aquellos que contienen en su estructura un grupo Carboxilo –COOH, y tienen cadenas de carbonos de entre 4 y 18 átomos.

En la siguiente tabla se muestran los ácidos grasos con sus respectivos números de átomos de carbono y fuente natural.

Macromoléculas Naturales: Proteínas

Las Proteínas son macromoléculas que se encuentran en todos los seres vivos, y que desempeñan funciones muy diversas, como la de Enzimas, que son reguladoras de las reacciones en el organismo, por lo que las hay muy específicas.

Otro grupo de proteínas que realizan funciones únicas son las Hormonas, que se enfocan en regular las operaciones del organismo. Existe una hormona para el crecimiento, otra para la producción de hormonas sexuales, por ejemplo.

Se encuentran también las proteínas musculares, que forman precisamente los tejidos musculares, y las proteínas estructurales, como las de la piel, las uñas, el cabello.

Macromolécula de una proteína

Macromoléculas Sintéticas

Las Macromoléculas sintéticas son el resultado de un proceso de unión química secuencial, entre moléculas iguales, de manera que se obtiene una cadena con numerosos átomos de carbono. A este proceso se le llama Polimerización, y al producto de tal proceso, Polímero.

Los polímeros están constituidos por unidades repetitivas, fundamentales, llamadas meros o monómeros, presentes  desde cientos, miles, hasta millones de veces en la macromolécula.

El primer polímero obtenido en la historia, precisamente en 1907, fue la Bakelita, obtenida en una reacción de Fenol con Formaldehído, y empleada para componentes de instalaciones eléctricas.

Hay dos tipos de Polímeros:

Polímeros de Adición, producto de la unión de monómeros idénticos, mediante la eliminación de átomos de Hidrógeno. Los ejemplos más comunes de los polímeros de adición son los plásticos, como el Policloruro de Vinilo.

Polímeros de Condensación, producto de la polimerización de moléculas de diferentes grupos funcionales, que al reaccionar se desprende una molécula de menor tamaño, generalmente agua. Por ejemplo, el Acetato de Etilo, utilizado para la fabricación de fibras de poliéster. Se toma una molécula de ácido dicarboxílico, como el ácido Tereftálico, y otra de un Diol, como el Etilenglicol. Inicialmente, se produce un éster con un grupo carboxilo libre por un lado y un grupo hidroxilo por el otro. Posteriormente, estos lados pueden seguir reaccionando para unirse a más elementos iguales, generando el poliéster, el Polietilentereftalato (PET).

Ejemplos de Macromoléculas Naturales

1. Celulosa
2. Almidón
3. Glucógeno
4. Carrageninas
5. Pectinas
6. Ácido Esteárico
7. Fitohormonas o Auxinas
8. Hormonas de la Glándula pituitaria
9. Estrona, producida en la placenta durante el embarazo
10. Androsterona
11. Dehidroandrosterona
12. Testosterona

Ejemplos de Macromoléculas Sintéticas

1. Poliacrilato de Sodio
2. Polietileno de baja densidad (LDPE)
3. Polietileno de alta densidad (HDPE)
4. Polietilentereftalato (PET)
5. Polipropileno
6. Ácido Poliláctico (PLA)
7. Cloruro de Polivinilo (PVC)
8. PoliEstireno (PS)
9. Estireno-AcriloNitrilo (SAN)
10. Copolímero AcriloNitrilo-Butadieno-Estireno (ABS)
11. PoliUretanos
12. Resina Epóxica
13. Resina Fenólica
14. Resina Poliéster