Definición de Macromolécula
Ingeniera Química
1. Estructuras grandes y complejas que poseen una masa muscular considerablemente alta, formadas por la unión de pequeñas subunidades moleculares.
Etimología: Por el alemán Makromolekel, documentado en 1922 por H. Staudinger y J. Fritschi, en el artículo Über Isopren und Kautschuk... (interpretado como "Sobre isopreno y caucho..."), no obstante se lo atribuye al primero, configurado a partir del prefijo con referencia en el griego μακρο- makro-, en cuanto grande, y el término molécula, hacia 1672, por el francés molécule, respecto del latín tardío molecula, con base en el latín moles, por ‘masa’, ‘cuerpo’, y el sufijo -cula, en función de la adaptación lingüística.
Cat. gramatical: Sustantivo fem.
En sílabas: ma-cro-mo-lé-cu-la.
Macromolécula
Se denomina macromoléculas a aquellas moléculas de gran tamaño y elevado peso molecular. En general, se originan a partir de reacciones de polimerización de moléculas más pequeñas, los monómeros, que se repiten en una cadena de determinada longitud denominada polímero. No obstante, si bien se los utiliza mucho, polímero y macromolécula no son necesariamente sinónimos, ya que existen macromoléculas que no repiten la estructura de un monómero, es decir, no constituyen polímeros (como las grasas) y, a su vez, existen polímeros que no llegan a ser macromoléculas, en función de su tamaño más acotado.
En un principio, cuando Staudinger descubre y adopta el concepto de macromoléculas en 1920 se creía que la masa atómica era de 10.000 dalton, mientras que hoy en día se sabe que pueden sintetizarse macromoléculas de mayor peso.
Ejemplos de macromoléculas conocidas, para entrar en tema…
En este sentido, una de las macromoléculas más conocidas son los polímeros, plásticos de uso cotidiano como el polietileno, policloruro de vinilo y poliuretano. O bien los polisacáridos como el azúcar o la celulosa.
Así mismo, en este grupo se tienen las proteínas, cuyas cadenas están compuestas de aminoácidos. También conocemos a los lípidos que desempeñan funciones fundamentales en cuestiones de energía en el cuerpo humano y aquí incluimos las grasas, los aceites, el colesterol, entre otros.
Adicionalmente, dentro de este grupo se encuentran los carbohidratos, fuente de almacenamiento de energía para el cuerpo humano cuyo monómero es la glucosa.
Tan increíble la química de las macromoléculas que los nucleótidos son monómeros que forman el ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico, quienes participan en la transmisión de información genética.
Es decir, hasta acá nombramos macromoléculas naturales y artificiales. Naturales son aquellas macromoléculas biológicas mientras que artificiales aquellas obtenidas a partir de un proceso y transformación proveniente de la actividad humana como los polímeros mencionados y los nanotubos de carbono.
En cuestiones generales, las macromoléculas naturales tienen funciones en el gasto metabólico, en la estructura y en la reproducción celular, es decir, funcionales vitales. En tanto que, las macromoléculas artificiales, son producidas con un fin concreto y la mayoría de ellas deriva del petróleo y son empleadas en la industria del envasado, cosmética, belleza, farmacéutica, automotriz y demás.
Síntesis y degradación
Cuando una macromolécula se sintetiza, se unen las distintas moléculas más pequeñas a través de enlaces covalentes, ya sean puentes de hidrógeno, fuerzas de London o fuerzas dipolo-dipolo. Sin embargo, la estructura formada es fija siendo esta lineal o bien ramificada, si el monómero se dispersa del eje central formando cadenas de distinto tamaño al de la cadena principal. Así mismo, en su estructura puede repetirse siempre un mismo monómero o bien distintos monómeros, lo que se conoce como estructura homopolimérica y copolimeríca respectivamente.
La síntesis de polímeros artificiales se da en un laboratorio o industria acondicionado para tal fin por medio de las famosas reacciones de polimerización, entre ellas se tienen reacciones por adición, por condensación, en cadena o bien en etapas.
En tanto que, la síntesis de macromoléculas biológicas normalmente se da por reacciones de deshidratación, esto implica que un monómero se une a otro liberando en el proceso una molécula de agua. Tal es el caso de la maltosa, cuando dos moléculas de glucosa se unen por medio de enlaces covalentes, se forma maltosa y agua ya que una molécula de glucosa pierde un hidrógeno en tanto que la otra un grupo oxhidrilo que al unirse forman agua.
En el caso de la degradación de macromoléculas biológicas, muchas veces el primer paso comienza en la boca con la ruptura de los primeros enlaces para permitir que la absorción sea más fácil. En una segunda instancia, las enzimas son las encargadas de romper enlaces de proteínas o lípidos. Es un proceso inverso a la síntesis, es decir, los polímeros naturales se descomponen por reacciones de hidrólisis, al adicionar moléculas de agua, por ello nuevamente tomando el caso de la maltosa, al adicionar una molécula de agua forma dos de glucosa.
Las enzimas participan tanto de los procesos de síntesis como de degradación, ya que acelera catalizando las reacciones involucradas.
En cuanto a la degradación de polímeros artificiales, como bien se sabe, es una práctica compleja por ello se busca, en la mayoría de los casos, generar conciencia en su uso y la contaminación que causan y poder implementar la práctica de las tres R: reducir, reutilizar y reciclar.
Trabajo publicado en: Mar., 2022.
Foto: iStock - nopparit
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