¿Qué es el nivel macromolecular?
El nivel macromolecular es todo lo que tiene que ver con la formación de moléculas grandes, o macromoléculas, usualmente con un diámetro que varía entre 100 a 10.000 angstogramas.
Las moléculas son las unidades más pequeñas de sustancias que mantienen características propias. La macromolécula es una unidad, pero más grande que la molécula ordinaria.
En el nivel macromolecular se empiezan a formar estructuras que pueden pertenecer a seres vivos. En este caso, las moléculas más sencillas comienzan a formar cadenas moleculares más grandes que al mismo tiempo se juntan para formar otras, y así sucesivamente.
El término macromolécula significa molécula grande. Una molécula es una sustancia compuesta de más de un átomo. Las macromoléculas tienen más de 10.000 átomos.
Los plásticos, las resinas, las gomas, muchas fibras naturales y sintéticas, y las proteínas y ácidos nucleicos biológicamente importantes son algunas de las sustancias compuestas de unidades macromoleculares. Otro término utilizado para referirse a las macromoléculas es polímero.
Constitución del nivel macromolecular
- Las macromoléculas. Las macromoléculas son moléculas muy grandes, como la proteína, comúnmente creadas por la polimerización de unidades más pequeñas llamadas monómeros. Típicamente, están compuestas de miles de átomos. Las macromoléculas más comunes en bioquímica son los biopolímeros (ácidos nucleicos, proteínas y carbohidratos) y grandes moléculas no poliméricas, como lípidos y macrociclos. Las macromoléculas sintéticas incluyen plásticos comunes y fibras sintéticas, así como también materiales experimentales, como nanotubos de carbono. Mientras que la biología indica que las macromoléculas son las grandes moléculas de las cuales se componen las cosas vivientes, en química el término puede referirse al agregado de dos o más moléculas unidas por fuerzas intermoleculares, más que por lazos covalentes que no se disocian fácilmente. Las macromoléculas a menudo tienen propiedades físicas que no tienen las moléculas más pequeñas. Por ejemplo, el ADN es una solución que puede ser descompuesta al pasar la solución a través de una pajilla porque las fuerzas físicas de la partícula pueden sobrepasar la fuerza de los lazos covalentes. Otra propiedad común de las macromoléculas es su relativa solubilidad en el agua y solventes similares, ya que forman coloides. Muchos requieren de sal o iones particulares para ser disueltos en el agua. Similarmente, muchas proteínas se desnaturalizarán si la concentración de solutos de su solución es muy alta o muy baja. Las altas concentraciones de macromoléculas en una solución pueden alterar los niveles de equilibrio constante de las reacciones de otras macromoléculas, a través de un efecto conocido como crowding macromolecular. Esto se da, ya que las macromoléculas excluyen a otras moléculas de una gran parte del volumen de la solución, y así incrementan las concentraciones efectivas de estas moléculas.
- Orgánulos. Las macromoléculas pueden formar agregados dentro de una célula, cubiertos por membranas; estos agregados se llaman orgánulos, estructuras pequeñas que existen dentro de muchas células. Ejemplos de orgánulos son los cloroplastos y la mitocondria, que llevan a cabo funciones indispensables. La mitocondria produce energía para la célula, mientras que los cloroplastos permiten que las plantas verdes puedan utilizar la energía de la luz solar para producir azúcares. Todos los organismos vivos están compuestos de células, y la célula es la unidad fundamental más pequeña de la estructura y función en estos organismos. En organismos más grandes, las células se combinan para elaborar tejidos, que son grupos de células similares que llevan a cabo funciones parecidas o relacionadas.
- Biopolímeros lineales. Todos los organismos dependen de tres biopolímeros esenciales para sus funciones biológicas: el ADN, el ARN y las proteínas. Cada una de estas moléculas es necesaria para la vida, ya que cada una juega un papel distinto e indispensable en la célula. El ADN hace el ARN, y luego el ARN hace las proteínas.
- ADN. Es la molécula que carga las instrucciones genéticas utilizadas en el crecimiento, desarrollo, función y reproducción de todos los organismos vivientes y muchos virus. Es un ácido nucleico; junto con las proteínas, los lípidos y los carbohidratos complejos forma uno de los cuatro tipos de macromoléculas esenciales para todas las formas conocidas de vida.
- ARN. Es una molécula polimérica esencial en varios roles biológicos, como la codificación, decodificación, regulación y expresión de los genes. Como el ADN, también es un ácido nucleico. Como el ADN, el ARN está compuesto en una cadena de nucleótidos, pero a diferencia del ADN, a menudo se encuentra en la naturaleza como una rama sencilla doblada en sí misma, en vez de una rama doble.
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- Proteínas. Las proteínas son macromoléculas formadas por bloques de aminoácidos. Existen miles de proteínas en los organismos, y muchas están compuestas de cientos de monómeros de aminoácidos.
Macromoléculas utilizadas en la industria
Además de las macromoléculas biológicas importantes, existen tres grandes grupos de macromoléculas fundamentales para la industria: los elastómeros, las fibras y los plásticos.
- Elastómeros. Son macromoléculas flexibles y alargadas. Esta propiedad elástica permite que estos materiales puedan utilizarse en productos con bandas elásticas. Estos productos pueden estirarse, pero aun así retornar a su estructura original. La goma es un elastómero natural.
- Fibras. El poliéster, el nailon, y las fibras de acrílico se emplean en muchos elementos de la vida cotidiana, desde zapatos hasta cinturones, pasando por blusas y camisetas. Las macromoléculas de fibra parecen cuerdas tejidas juntas, y son bastante fuertes. Las fibras naturales incluyen la seda, el algodón, la lana y la madera.
- Plásticos. Muchos materiales que usamos hoy en día están elaborados de macromoléculas. Existen infinidad de tipos de plástico, pero todos ellos son elaborados mediante un proceso llamado polimerización (unión de las unidades de monómeros para formar polímeros de plástico). Los plásticos no se producen naturalmente en la naturaleza, es decir, son artificiales.
Referencias
- RNA. Recuperado de en.wikipedia.org.
- Levels of organization of living things. Recuperado de boundless.com.
- ADN. Recuperado de es.wikipedia.org.
- Macromolecules: definition, types and examples. Recuperado de study.com.
- Macromolecule. Recuperado de britannica.com.