Las Macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formados por un gran numero de átomos. Se describen como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monomeros, formando los polimeros. A veces el termino macromoléculas se refiere a las moleculas que pesan mas de 10,000 dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen de las repeticiones de una o mas unidades simples llamados "monomeros" unidos entre por enlaces covalentes. Forman largas cadenas que se unen entre si por fuerzas de Van der Waals, puntes de hidrógeno o interacciones hidrofobicas y por puentes covalentes.
Por lo general, se analizan moléculas en el que el numero de átomos es muy pequeño, el cual consta de una masa molecular relativamente pequeña. En cambio existen muchas clases de moléculas que poseen una composición mucho mas complicada, es decir, una gran cantidad de átomos y un valor grande en su masa molecular; a esta clase de composiciones se les denomina macromoléculas. Específicamente una macromolécula tiene una cantidad mínima de 1000 y una masa no menos de 10.000. Además los eslabones que unen la molécula no conducen a variación en las propiedades físicas, si estos son adicionados de manera complementaria. Se denominaron a cierto grupo de moléculas los coloides, en una época que no se conocía la existencia de la macromolécula, los coloides tenían una apariencia gelatinosa adhesiva, con una velocidad de difusión pequeña sin atravesar las membranas, lo cual sucede lo contrario por ejemplo con la sal común que se difunden muy bien y pasa a través de las membranas, estas sustancias fueron llamadas cristaloides por su buena conformación estructural. En lo sucesivo fue descubierto que en condiciones determinadas los cristaloides podían adquirir un “estado coloidal”, si se lograba unir sus moléculas en grupos y con una masa relativa baja. La agregación de las moléculas de los cristaloides que conducen a la aparición de las propiedades coloidales de sus moléculas, es por lo general una manifestación de las fuerzas de la valencia secundaria y el enlace de los átomos en las macromoléculas es covalente.
Se pueden clasificar en:macromoléculas lineales, cuyo encadenamiento atómico se desarrolla en una dirección preferencial, a veces con ramificaciones.
macromoléculas laminares, cuyos encadenamientos atómicos se desarrollan en dos direcciones espaciales.
macromoléculas tridimensionales, cuya estructura se extiende en tres dimensiones del espacio.
Estas estructuras no forzosamente tienen que ser independientes: en la vulcanización del caucho, este pasa de la estructura lineal a la estructura tridimensional.
Ahí diferentes tipos dema cromoléculas: Naturales, artificiales y sintéticas.
Las naturales son: Caucho, Polisacáridos (almidón - celulosa), Proteínas, Ácidos nucleicos, Carbohidratos, Lípidos.
Las artificiales:obtenidas por modificación química de las precedentes. Por ejemplo: Plásticos, Fibras textiles sintéticas, Poliuretano, Polietileno, Cloruro de Polivilino (PVC), Politetrafluoroetileno,
Y las sintéticas: polímeros obtenidos por polimerización o policondensación.
Macromoléculas en los seres vivos:Proteínas:Son un conjunto de Aminoácidos (Aa) ordenados.
Carbono, Hidrógeno, Oxigeno, Nitrógeno = Aminoácidos.
El hombre tiene 8 Aa esenciales.
Cuando son mas de 10mil Aa son Proteínas
Cuando son menos de 10mil Aa se llama Polipéptidos.
Niveles estructurales:
1er Nivel: Secuencia de Aa.
Cada una tiene una secuencia partículas, si cambia un Aa cambia la proteína.
2º Nivel: Orientación de Aa en el espacio.
3er Nivel: Sobre enrollamiento.
4º Nivel: Agrupan distintas proteínas con o sin grupo. “No proteicos”
Carbohidratos (glucidos):- Son azucares y masas
- Su unidad básica: monosacárido
- 5 carbonos: pentasacárido, ribosa y desoxirribosa (participa en la estructura de genes)
- 6 carbonos: hexosacárido, glucosa (Energía); fructosa y galactosa.
Disacáridos: ( 2 monosacáridos)
Glucosa + glucosa = maltosa, es un estado transitorio
Glucosa + fructosa = sacarosa ( azúcar)
Glucosa + galactosa = lactosa, azúcar en la leche
Lípidos:Las funciones de los lípidos consisten en formar membranas, en sus enlaces químicos pueden mantener energía que es utiliza cada cierto tiempo y esto hace que sirva de reserva energética.
Tipos de lípidos:
Ácidos Grasos: Molécula de CHO que generalmente tiene un grupo carboxilo o un grupo ácido en una de sus puntas. La cadena de ácidos que lo acompañan puede ser saturada o insaturada.
Saturadas: Mayor cantidad de H posibles asociadas al carbono (sólido) grasas.
Insaturadas: No llena todas sus posibilidades de H, se los puede quitar un oxigeno (liquido) aceites.
Lípidos simples o triglicéridos: Son básicamente un ácido graso más glicerina o glicerol más hidróxido, para que sea un triglicérido debe tener tres grupos de glicerol.
Lípidos Compuestos: Son aquellos que tienen una parte lípida y algún otro grupo no-lípido que puede ser proteico, de carbohidratos o de Aa.
Esteroles: Son otro tipo de lípidos. Son grasas complejas que tiene en su estructura básica tiene una molécula de puros anillos de carbono; ellas forman la base de los esteroles, es aquí donde esta el colesterol. Puedo formar musculatura y luego se hace grasa si lo dejo de consumir se transforma en tejido adiposo.
Enlace glucosídico:El enlace O-glicosídico es el enlace para unir monosacáridos con el fin de formar disacáridos o polisacáridos.
Mediante este enlace se unen dos monosacárido.En el enlace O-glucosídico reaccionan los grupos -OH (hidroxilo) del C anomérico del primer monosácarido con un -OH de otro C del otro monosacárido (ya sea C anomérico o no) formando un disacárido y una molécula de agua. El proceso es realmente una condensación, se le denomina deshidratación por la característica de la pérdida de la molécula de agua. (Al igual que en la formación del enlace peptídico).
Dependiendo si la reacción de los -OH provengan de los dos C anómericos el disacárido será dicarbonílico y no tendrá poder reductor. Mientras que si participan los -OH de un C anomérico y de otro C no anomérico, el disacárido será monocarbonílico y tendrá poder reductor —ya que tendrá el -OH de un C anómerico libre.
Al final del proceso ambos monosacáridos quedarán unidos por un oxígeno (O), de ahí que el enlace se llame O-glicosídico.
Enlaces peptídico:En las proteínas, los aminoácidos están unidos uno seguido de otro, sin ramificaciones, por medio del enlace peptídico, que es un enlace amido entre el grupo a-carboxilo de un aminoácido y el grupo a-amino del siguiente. Este enlace se forma por la deshidratación de los aminoácidos en cuestión.
Tres aminoácidos pueden ser unidos por dos enlaces peptídicos para formar un tripéptido, de manera similar se forman los tetrapéptidos, pentapéptidos y demás.
Los enlaces peptídicos no se rompen con condiciones que afectan la estructura tridimensional de las proteínas como la variación en la temperatura, la presión, el pH o elevadas concentraciones de moléculas como el SDS (dodecil sulfato de sodio, un detergente), la urea o las sales de guanidinio. Los enlaces peptídicos pueden romperse de manera no enzimática, al someter simultáneamente a la proteína a elevadas temperaturas y condiciones ácidas extremas.
Enlace Éster:Se da como resutado de la reaccion entre un acido carboxilico y un alcohol, en la cual tambien se forma agua.
ACIDO-----ALCOHOL-----------ESTER
C- OOH + H2C-OH------------ COOCH2 + H2O
R ------------ R1----------------- R-----R1
En el caso que la reaccion ocurra entre 2 alcoholes el resultado ser la formacion de un ETER
Polímeros sintéticos:
Los términos polímero, polímero alto, macromolécula y molécula gigante se emplean para designar materiales de alto peso molecular, de origen sintético o natural.
La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales. Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases. Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímero naturales importantes.
Son materiales moldeables, con elevada resistencia química, y elásticos. Pueden tomar forma de fibras o de láminas transparentes. Todas estas propiedades hacen que sean muy utilizados en la elaboración de materiales de embalaje y bienes tanto desechables como duraderos. Son principalmente polietilenos, poliestirenos y polivinilcloro; también son usados como plastificadores, ésteres de ácidos grasos de cadena larga y alcoholes, y ésteres de ácido ftálico.
Poseen un peso molecular muy elevado y en apariencia son resistentes a la biodegradación de forma indefinida. El material puede llegar a quebrarse, sin embargo, no se ve modificada la estructura del polímero. Así la resistencia a la biodegradación parece estar ligada al elevadísimo tamaño molecular. Si se consigue disminuir el tamaño molecular por debajo de 500, los fragmentos obtenidos pueden ser biodegradados.
Las propiedades de los polímeros están determinadas por las propiedades moleculares de las macromoléculas, la morfología y la composición. La morfología depende de las condiciones de preparación en las que se produzca la orientación molecular o la cristalización. Las propiedades también dependen de temperatura y el tiempo de medición transcurrido. Las propiedades moleculares incluyen tamaño y peso, estructura molecular, la distribución del peso molecular, polaridad y flexibilidad de las cadenas poliméricas.
Los compuestos polimericos como los que e mencionado tienen beneficios y tambien se pueden reciclar como el caso del plastico ese es un uso adecuado de los polimericos. Las pinturas, los materiales de construccion, partes mecanicas, entre muchos otros son un uso adecuado y racional ya que los necesitamos para vivir y y crear una mejor sociedad y cuidar el medio ambiente.
