Como ya hemos explicado en nuestro artículo sobre biomoléculas, estas son los componentes básicos de los seres vivos y poseen numerosas funciones esenciales para la vida. La mayoria de las biomoléculas están formadas por monómeros que se unen para formar polímeros. A continuación nos adentramos en el mundo de los monómeros y polímeros naturales que las constituyen.
Monómeros y polímeros: Definición de monómero
Los monómeros son moléculas pequeñas que forman moléculas más grandes llamadas polímeros.
- Mono- significa "uno" o "único", por lo que los monómeros son unidades individuales.
- Pueden ser una sola molécula o una combinación de unidades.
- Es útil recordar que los monómeros son moléculas simples y las unidades repetitivas más pequeñas de los polímeros.
Monómeros y polímeros: Definición de polímero
Los polímeros son moléculas formadas por monómeros que se unen entre sí.
- Los polímeros son moléculas muy grandes formadas por unidades repetitivas simples y similares (monómeros).
- Poly- significa "muchos" o "multi", lo que denota que un polímero está formado por muchos monómeros.
Diferencias entre monómeros y polímeros
Estas son las diferencias que distinguen las moléculas más pequeñas (los monómeros) de las más grandes (los polímeros):
Diferencias |
Monómeros | Polímeros |
Tamaño |
Moléculas pequeñas y simples | Grandes complejos moleculares |
Unidades básicas |
Pueden tener una combinación de unidades básicas. | Los monómeros son las unidades básicas que forman los polímeros. |
Tabla 1: diferencias entre monómeros y polímeros
Tipos de monómeros y polímeros naturales
Los monómeros y polímeros naturales son moléculas procedentes de los organismos vivos y que no han sido modificadas o sintetizadas artificialmente. Los polímeros naturales también se conocen como biopolímeros.
Los tres tipos más importantes de monómeros y polímeros naturales son:
Tabla 2: Tipos de monómeros y polímeros
Monómeros y polímeros de los glúcidos
Monómeros y polímeros de los glúcidos: Monosacáridos
Los monosacáridos son moléculas orgánicas. Contienen átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Algunos ejemplos son la glucosa, la fructosa, la galactosa, la ribosa (presente en el ARN) y la desoxirribosa (presente en el ADN).
La figura 1 muestra las estructuras de anillo de cada uno de los monosacáridos mencionados.
Cuando los monosacáridos se unen, forman polímeros que se denominan polisacáridos (glúcidos). Por esta razón, los monosacáridos son los monómeros de glúcidos, como el almidón y la celulosa.
Monómeros y polímeros de los glúcidos: Polisacáridos
Los polisacáridos son polímeros compuestos por múltiples monosacáridos. Tres ejemplos de polisacáridos son: almidón, glucógeno y celulosa. Los tres están compuestos por unidades repetidas de glucosa.
La figura 2 muestra la compleja estructura ramificada del polisacárido glucógeno. Los círculos individuales que se repiten son moléculas de glucosa.
Monómeros y polímeros de las proteínas
Monómeros y polímeros de las proteínas: Aminoácidos
Los aminoácidos son los componentes básicos de los polipéptidos (proteínas). Por ello, los aminoácidos son los monómeros de proteínas como la hemoglobina y la insulina.
Los aminoácidos también son moléculas orgánicas. Contienen carbono e hidrógeno, pero también oxígeno y nitrógeno. Los aminoácidos están formados por:
- un átomo de carbono central (carbono alpha)
- un grupo amino
- un grupo carboxilo
- un grupo R orgánico, que es único para cada aminoácido.
Algunos ejemplos de aminoácidos son la alanina y la valina. Existen en total 20 aminoácidos distintos que forman parte de las proteínas, y se denominan aminoácidos proteicos.
Monómeros y polímeros de las proteínas: polipéptidos
Los polipéptidos están compuestos por monómeros de aminoácidos. Las proteínas son polipéptidos. Algunos ejemplos de polipéptidos son la hemoglobina, la insulina y la queratina.
Observa la figura 4, que ilustra la estructura primaria de una proteína (un polipéptido). Al igual que en la figura 2, los círculos individuales representan aminoácidos.
Monómeros y polímeros de los ácidos nucleicos
Monómeros y polímeros de los ácidos nucleicos: Nucleótidos
Los nucleótidos se unen para formar polinucleótidos (ácidos nucleicos). Por lo tanto, los nucleótidos son monómeros de ácidos nucleicos (ADN y ARN).
Los nucleótidos también son moléculas orgánicas, ya que contienen carbono e hidrógeno. También contienen oxígeno, hidrógeno y de uno a tres fosfatos. Los nucleótidos están formados por una pentosa (un azúcar de cinco carbonos), que está unida a una base nitrogenada y a un grupo fosfato. Los nucleótidos del ADN tienen como pentosa la desoxirribosa, mientras que los del ARN tienen ribosa.
La figura 5 ilustra una estructura simplificada de un nucleótido. Observa el enlace fosfodiéster en el tercer átomo de carbono que lo une al siguiente nucleótido de la cadena.
Monómeros y polímeros de los ácidos nucleicos: Polinucleótidos
Los polinucleótidos están compuestos por monómeros de nucleótidos. Los ácidos nucleicos son polinucleótidos. Biológicamente, los polinucleótidos más esenciales son el ADN y el ARN .
Estudiemos la siguiente imagen. Muestra una parte de la estructura del ADN. ¿Puedes identificar los nucleótidos individuales?
¿Qué pasa con los lípidos?
Existen cuatro biomoléculas principales: los glúcidos, las proteínas, los ácidos nucleicos y los lípidos. ¿Y qué pasa con los monómeros y polímeros de los lípidos? ¿Por qué no se mencionan los lípidos aquí? Los lípidos no son polímeros, y los ácidos grasos y los gliceroles no son monómeros. Sí, los lípidos están compuestos por unidades más pequeñas (una combinación de ácidos grasos y glicerol), pero estas unidades no forman cadenas repetitivas. Los lípidos contienen una cadena de unidades no similares y, por tanto, no son biopolímeros.
Ejemplos de monómeros y polímeros
| Monomeros | Ejemplos | Polímeros | Ejemplos |
| Monosacáridos | Glucosa, fructosa o galactosa | Polisacáridos (glúcidos) | Almidón, glucógeno o celulosa |
| Aminoácidos | Alanina, valina o glutamina | Polipéptidos (proteínas) | Hemoglobina, queratina o insulina |
| Nucleótidos | Desoxiadenosin 5´ monofosfato o uridina 5´ monofosfato | Polinucleótidos (ácidos nucleicos) | ADN o ARN |
Tabla 3: Ejemplos de monómeros y polímeros
Monómeros y polímeros: formación de polímeros
Los monómeros se unen mediante enlaces químicos para formar polímeros. Este proceso se llama polimerización.
Dos reacciones diferentes forman y rompen los polímeros: la reacción de condensación y la reacción de hidrólisis. Veamos, en un diagrama, cómo son estas dos reacciones.
La figura 7 ilustra, de manera simplificada, cómo las reacciones de condensación e hidrólisis forman y rompen polímeros. Observa la adición y la eliminación de moléculas de agua.
Monómeros y polímeros: reacciones de condensación
Como se ve en la Figura 7, los monómeros deben unirse para que se forme un polímero. Los monómeros se unen mediante enlaces químicos llamados enlaces covalentes. Estos enlaces se forman con la ayuda del agua, que se elimina durante la reacción de condensación. Entre los distintos monómeros que forman las biomoléculas se forman tres enlaces covalentes: enlaces glicosídicos, peptídicos y fosfodiéster.
Podemos concluir que:
- La condensación de los monosacáridos da lugar a la formación de polisacáridos. El enlace que se forma entre los monosacáridos es un enlace glucosídico.
- La condensación de aminoácidos da lugar a la formación de polipéptidos. El enlace que se forma entre los aminoácidos es un enlace peptídico.
- La condensación de los nucleótidos da lugar a la formación de polinucleótidos. El enlace que se forma entre los nucleótidos es un enlace fosfodiéster.
Monómeros y polímeros: reacciones de hidrólisis
Como se ve en la Figura 7, los polímeros se rompen durante la reacción de hidrólisis. La reacción de hidrólisis es el proceso opuesto a la reacción de condensación. Aquí, los enlaces covalentes entre los monómeros se rompen con la ayuda del agua. Por eso decimos que el agua se añade en esta reacción.
Por tanto, podemos concluir que:
- La hidrólisis de los polisacáridos da lugar a la ruptura de la molécula en sus monómeros: los monosacáridos. Los enlaces glucosídicos covalentes entre los monosacáridos se rompen.
- La hidrólisis de los polipéptidos da lugar a la ruptura de la molécula en sus monómeros: los aminoácidos. Los enlaces peptídicos covalentes entre los aminoácidos se rompen.
- La hidrólisis de los polinucleótidos da lugar a la ruptura de la molécula en sus monómeros: los nucleótidos. Los enlaces covalentes fosfodiéster entre los nucleótidos se rompen.
Como ya se ha mencionado, los lípidos no son polímeros. Sin embargo, se forman y se rompen durante reacciones de condensación e hidrólisis. Por lo tanto, la condensación de los ácidos grasos y el glicerol da lugar a la formación de lípidos. Del mismo modo, la hidrólisis de los lípidos da lugar a su ruptura en ácidos grasos y glicerol.
Monómeros y Polímeros - Puntos clave
- Los monómeros son moléculas simples y las unidades de repetición más pequeñas de los polímeros.
- Los polímeros son moléculas muy grandes (biomoléculas) que están formadas por unidades repetitivas simples (monómeros).
- Hay tres tipos de monómeros: monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos.
- Hay tres tipos de polímeros: polisacáridos, polipéptidos y polinucleótidos.
- La condensación es una reacción durante la cual se forman enlaces covalentes entre monómeros que se unen para formar polímeros. Los enlaces covalentes que se forman entre monómeros durante la reaccion de condensación para formar biomoléculas son los enlaces glicosídicos, peptídicos y fosfodiéster.
- La hidrólisis es una reacción durante la cual se rompen los enlaces covalentes entre los monómeros, lo que da lugar a la descomposición o ruptura de los polímeros en monómeros.
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