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Jetzt kostenlos anmeldenComo 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.
Los monómeros son moléculas pequeñas que forman moléculas más grandes llamadas polímeros.
Los polímeros son moléculas formadas por monómeros que se unen entre sí.
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
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:
Monómeros | Polímeros |
Monosacáridos | Polisacáridos (glúcidos) |
Aminoácidos | Polipéptidos (proteínas) |
Nucleótidos | Polinucleótidos (ácidos nucleicos) |
Tabla 2: Tipos de monómeros y polímeros
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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?
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.
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
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.
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:
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:
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.
Los polímeros son moléculas formadas por monómeros que se unen entre sí. Las biomoléculas son polímeros que se usan para realizar funciones vitales para las células.
Los tres tipos más importantes de monómeros son: monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos.
Las macromoléculas son polímeros naturales o biopolímeros. Los polímeros son moléculas formadas por monómeros y, por tanto, son más grandes y complejas que los monómeros.
Los biopolímeros más importantes son: polisacáridos, polipéptidos y polinucleótidos.
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