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Macromoléculas
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MACROMOLÉCULAS
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¿Qué son?
Se entiende por macromolécula aquellas moléculas de gran dimensión y que están formadas por miles o cientos de miles de átomos.Las macromoléculas son componentes fundamentales de los organismos vivos, pues forman una parte de sus células.
Caption: : Cumplen funciones vitales.
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CLASIFICACIÓN
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.
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TIPOS
Caption: : NATURALES
Caption: : SINTÉTICAS
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NATURALES
Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals (fuerzas atractivas o repulsivas entre moléculas), puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.Las macromoléculas naturales son clasificadas en:• Carbohidratos• Proteínas y lípidos compuestos;cuyas moléculas poseen una elevada masa molecular.
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CARBOHIDRATOS
Son biomoléculas constituidas por carbono, hidrogeno y oxigeno (en ocasiones contienen nitrógeno, azufre o fósforo); son muy abundantes en la naturaleza ya que son elaborados a partir de la reacción de fotosíntesis. Se les encuentra en las partes estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales y sirven como fuente de energía para todas las actividades celulares vitales, como conformar la estructura esquelética de plantas, insectos y crustáceos, y la estructura exterior de los microorganismos.
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FUNCIÓN
Tienen varias funciones en las células. Son una excelente fuente de energía para las varias actividades que ocurren en nuestras células. 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.Los carbohidratos son esenciales para la comunicación entre las células. Estas moléculas también ayudan a las células adherirse la una a la otra.
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ESTRUCTURA
Los hidratos de carbono están formados por moléculas de carbono, hidrógeno y oxígeno.Si bien su fórmula general es(CH2O)n, la estructura química de los carbohidratos dependerá del tipo de azúcar de que se trate.- Monosacáridos: carbohidratos que no pueden hidrolizarse.- Disacáridos: al hidrolizarse producen dos monosacáridos (iguales o diferentes).- Oligosacáridos: al hidrolizarse dan de tres a diez moléculas de monosacáridos.- Polisacáridos: al hidrolizarse producen más de diez moléculas de monosacáridos.
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PROPIEDADES
Solubles en agua.
Cristalinos.
Mutorrotación.
Desvía la luz polarizada.
Poco solubles en etanol.
Dulces.
Dan calor.
Siguen la formula Cn (H2O)n.
Dentro de las propiedades fisicoquímicas de los carbohidratos se tiene que estos tienen un peso molecular bajo, de tal manera que son solubles en el agua y tienen un alto poder edulcorante, estas propiedades del glucógeno permiten que los carbohidratos puedan ser metabolizado más rápidamente.Dentro de las propiedades físicas de los carbohidratos vemos que se ubican en forma sólida, son de color blanco, cristalino, muy soluble en agua e insoluble en disolventes no polares, son de sabor dulce.
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CARACTERÍSTICAS
Son moléculas orgánicas, esenciales para la vida.
Están compuestas por carbono, oxigeno, hidrógeno.
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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LÍPIDOS
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas que están constituidas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida por oxígeno. Debido a su estructura, son moléculas hidrófobas (insolubles en agua), pero son solubles en disolventes orgánicoscomo la bencina, el benceno y el cloroformo. A los lípidos también se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son solo un tipo de lípidos procedentes de animales.
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FUNCIÓN
Estructural: Determinados lípidos como fosfolípidos y colesterol entre otros conforman las capas lipídicas de las membranas. Estos recubren y protegen los órganos.
Reserva: Los lípidos conforman una reserva energética. 1 gramo de grasa produce 9 kilocalorías en el momento de su oxidación. Dentro de los ácidos grasos de almacenamiento se encuentran principalmente los triglicéridos.
Transportadora: Los lípidos, una vez absorbidos en el intestino, se transportan gracias a la emulsión que produce junto a los ácidos biliares.
Biocatalizador: Los lípidos forman parte de determinadas sustancias que catalizan funciones orgánicas como hormonas, prostaglandinas, vitaminas lipídicas.
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ESTRUCTURA
Compuestos principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H) y en menor medida oxígeno (O), aunque también pueden contener fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N).El grupo carboxilo es polar y la zona de la cadena hidrocarbonada es no polar, que tiende a establecer enlaces de Van der Waals con otras cadenas semejantes.
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PROPIEDADES
Propiedades físicas de los lípidos
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 de los lípidos
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.
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CARACTERÍSTICAS
Química.- Algunos lípidos están formados por cadenas alifáticas que pueden estar saturadas o no estarlo. Son de estructura generalmente lineal aunque pueden contar con una serie de anillos. Su estructura química permite que cuenten con flexibilidad, en tanto otros pueden ser rígidos; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. Algunos lípidos refractan el agua, esto es debido a que cuentan con una “No polaridad” o hidrofobia, pero esto no se presenta en otro tipo de solventes como el thiner, acetona etc. Igualmente existe otro parámetro totalmente afín al agua (hidrofilica).A este último aspecto se le denomina “carácter anfipático”
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PROTEÍNAS
Están formadas por la unión de varios aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos. El orden y disposición de los aminoácidos en una proteína depende del código genético, ADN, de la persona.Las proteínas constituyen alrededor del 50% del peso seco de los tejidos y no existe proceso biológico alguno que no dependa de la participación de este tipo de sustancias.
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FUNCIÓN
Ser esenciales para el crecimiento.
Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la síntesis 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.
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.
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ESTRUCTURA
Estructura primaria: La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.Estructura secundaria: La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.Estructura terciaria: La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.Estructura cuaternaria: Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.El número de protómeros varía desde dos, como en lahexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas.
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PROPIEDADES
- Solubilidad La solubilidad se debe a que solo los grupos -R polares o hidrófilos se hallan localizados sobre la superficie externa de la proteína, y a que establecen enlaces de hidrógeno con el agua; así, la proteína se rodea de una capa de agua que impide su unión con otras proteínas y, por tanto, su precipitación. En general, las proteínas fibrosas son insolubles en agua, mientras que las globulares son hidrosolubles. - Especificidad Es la propiedad más característica de las proteínas. Se muestra a diversos niveles, siendo los más importantes la especificidad de función y la especificidad de especie. + Especificidad de función Reside en la posición que ocupan determinados aminoácidos de los que constituyen su secuencia lineal. Esta secuencia condiciona la estructura cuaternaria de la proteína, que es la responsable, en última instancia, de su función característica. Una pequeña variación en la secuencia de aminoácidos puede provocar la pérdida de funcionalidad de la proteína. + Especificidad de especie Existen proteínas que son exclusivas de cada especie. Lo más común, sin embargo, es que las proteínas que desempeñan la misma función en diferentes especies tengan una composición y estructura similares. Estas proteínas se llaman proteínas homólogas. Es el caso de la insulina, que se encuentra exclusivamente en vertebrados. La cadena A de la insulina es idéntica en la especie humana, el cerdo, el perro, el conejo y el cachalote. - Capacidad amortiguadora Las proteínas tienen un comportamiento anfótero, al igual que los aminoácidos que las forman. Debido a que pueden comportarse como ácidos o como bases, liberando H+ del medio, las proteínas son capaces de amortiguar las variaciones de pH del medio en el que se encuentran.
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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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ÁCIDOS NUCLEICOS
Son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.
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FUNCIÓN
Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos:- Duplicación del ADN- Expresión del mensaje genético:- Transcripción del ADN para formar ARNm y otros
- Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteinas.
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ESTRUCTURA
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 oespliceosoma.
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PROPIEDADES
Las 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 hidrógeno; b) solubilidad: son solubles en agua y poco solubles en disolventes orgánicos; c) 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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CARACTERÍSTICAS
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ENLACES
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SINTÉTICAS
Los polímeros son grandes moléculas se contribuyen a partir de la unión en una cadena, de un gran número de pequeñas moléculas llamadas monómeros.Estos monómeros son pequeñas unidades repetitivas que reaccionan quimicamente para formar una macromolecula.El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehído y fenol. Otros polímeros importantes se sinterizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS) en 1911 o el poli (cloruro de vinilo) (PVC) en 1912.
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Caption: : Polímeros de adición
Caption: : Polímeros de condensación
TIPO
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