Macromoléculas naturales y sintéticas

Bueno soy una estudiante del cobach número # 6 turno vespertino en CD. Juárez chihuahua, mi nombre es Ana Zárate del grupo 256, mi numero de lista es el 43, curso la ultima parte del segundo semestre, este trabajo es para la maestra de química II la maestra Rita Aguirre bueno este trabajo tiene toda la información sobre macromoléculas naturales y sintéticas y toda la información fue sacada de el libro de la materia. Espero y este trabajo sea de su agrado.


Macromoléculas naturales y sintéticas
Los organismos vivos requieren energía para llevar acabo un sinfín de actividades, como pensar, saltar, bailar, caminar, metabolizar lo que consumimos, entre otra. Por ello en este bloque conocerás la importancia que presentan los carbohidratos, lípidos y proteínas en el organismo. Sabemos que nuestra alimentación es rica en estos compuestos que son biomoléculas muy abundantes en la naturaleza y están constituidas químicamente por carbono, hidrogeno y oxigeno, aunque en algunos casos puede contener otros átomos como nitrógeno y fosforo. Los investigadores han tratado de imitar ala naturaleza sintetizando este tipo de compuestos de gran peso molecular, los hermanos Goodyear, a partir de la resina de una planta, descubrieron la vulcanización. A partir de esto inicio la síntesis de macromoléculas como el nailon, teflón, etc., y con ello la fabricación de un sin numero de artículos de primera necesidad.

Conocimientos:
• definir el concepto de macromolécula, polímero y monómero

•clasifica los carbohidratos, líquidos y proteínas

Habilidades:
• explica la función, estructura y propiedades de las macromoléculas naturales: carbohidratos lípidos y proteínas.

• analizar las propiedades de las macromoléculas naturales y sintéticas en la vida diaria.

•explica la formación de los enlaces glucosídico, peptídico y éster

•distinguir los procesos de fabricación de los polímeros sintéticos de adición y condensación

•argumentar sobre los beneficios del uso adecuado y racional de los compuestos polímeros.
Actitudes y valores:

• reflexiona sobre la importancia en el consumo de alimentos sanos y el uso discriminado de las comidas chatarra

• mostrar interés en adquirir hábitos saludables de alimentación

•involucrarse en el conocimiento de los padecimientos enfermedades relacionadas con la alimentación


Todos lo seres vivíos estamos constituidos de agua y moléculas orgánicas complejas llamadas macromoléculas y seles conoce así por que son moléculas cuya masa molecular es superior a los 10000 uma (unidad de masa atómica). Sin embargo, podemos encontrar moléculas de asta un millón de uma. Estas moléculas están formadas por repeticiones de átomos, constituyendo así un conjunto conocido como polímero (del griego polys que significa muchos, y meros partes). Ala unidad repetitiva sele conoce como monómero.
Por otro lado, las macromoléculas se clasifican en naturales y sintéticas. Las primeras son encontradas en los seres vivos, mientras que las segundas son todas aquellas moléculas sintetizadas para el hombre para su bienestar.
La importancia de las macromoléculas en el cuerpo humano es vital debido a que gracias a ellas el organismo realiza una gran cantidad e funciones para su desarrollo y supervivencia por ejemplo, correr, estudiar. Platicar y caminar son las muchas actividades que podemos realizar siempre y cuándo tengamos energía en nuestro organismo, la cual es obtenida mediante el metabolismo de los organismos.
Ahora bien, las macromoléculas naturales son clasificadas en carbohidratos, proteínas y lípidos.

Carbohidratos: todos nosotros, en innumerables veces, hemos consumido frutas, cereales, azúcar, pastel, pasta, leche, refrescos, etc. Sin embargo los carbohidratos no solo están en los alimentos; también los hemos manipulado como en el cazo del pale, madera, telas, y en los exoesqueletos de los camarones.
Todo los productos antes mencionados están constituidos de muchas moléculas muy complejas como los carbohidratos (también llamados lucidos o hidrato de carbono). Los carbohidratos son biomoleculas constituidas por carbono, hidrogeno y oxigeno (en ocasiones contienen nitrógeno, azufre o fosforo); son muy abundantes en la naturaleza ya que son elaborados a partir en de la reacción de fotosíntesis

Luz solar
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6º 2 ↑
Clorofila Glucosa

Como bien sabemos, las plantas sintetizan los carbohidratos a partir de 6 moléculas de dióxido de carbono y 6 moléculas de agua en presencia de energía solar y clorofila. De esta manera se forma una molécula de glucosa (monómero) y 6 moléculas de oxigeno. Para que se formen moléculas mas complejas (polisacáridos) en las plantas, es necesario que se realicen uniones de moléculas de monómeros y glucosa.
Los carbohidratos en los vegétales y animales forman parte de sus tejidos, son fuentes de energía y precursores de otros compuestos biológicos. También son definidos como compuestos polihidroxialdehídos o polihidroxiacetonas; es decir son compuestos que presentan en su estructura varios grupos hidroxilos y una función a aldehído o acetona.

Los azucares o sacáridos (carbohidratos) son compuestos sólidos cristalinos que presentan sabor dulce. Los más sencillos (monosacáridos) son solubles en agua pero los más complejos y de mayor peso molecular (polisacárido) son sólidos amorfos e insolubles en agua.
Estas macro moléculas se encuentran en forma lineal o cíclica tanto en estado solido como liquido.

Clasificación de los carbohidratos
Desde que iniciamos nuestra educación, los maestros no indicaba que nos formáramos en filas desacuerdo con nuestra estatura; nos clasificaban.
Los azucares se clasifican para su estudio según el numero de unidades de monosacáridos que tiene la molécula
Molécula Unidades Ejemplos
Monosacárido Un monosacárido Glucosa
Disacárido Dos monosacáridos Sacarosa
Polisacárido Muchos monosacáridos celulosa
Monosacáridos:
Son llamados así por que son compuestos que no se pueden descomponer en moléculas de azúcar más pequeñas. Estos tipos de compuestos están formados por una sola cadena de átomos de carbono. Los monosacáridos se encuentran en las plantas, en estado libre principalmente en las frutas o en el jugo de las frutas, como es en el caso de la caña, pero también los podemos encontrar formando grandes cadenas (polímeros).
Los monosacáridos son carbohidratos simples y están generalmente constituidos por grupos funcionales: hidroxilos, aldehídos y cetonas, además de los carbonos he hidrógenos estos pueden ser aldosas y cetosas, como sus nombres lo indican, en las primeras esta un grupo aldehído, mientras que en las segundas, el grupo cetonico.
Una manera para asignar el nombre de un monosacarido e escribiendo los prefijos aldo o seto según el tipo de grupo funcional presente en la molécula después el prefijo numérico (tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc.,) que indicara la cantidad e carbonos presentes en la molécula y por ultimo el sufijo –osa, el cual se utiliza para cualquier tipo de carbohidrato
Grupo funcional + cantidad de carbono + terminación osa
Por ejemplo, la glucosa es el monosacáridos mas importante; es un aldohexosa; este nombre indica que presenta un grupo aldehído con 6 átomo de carbono este tipo de azúcar es la unidad constituyente del almidón, la celulosa, el glucógeno y de muchos otros compuestos orgánicos presentes en los vegétales.

Monosacáridos más importantes:
La arabinosa es un monosacáridos con 5 átomos de carbono y uno de ellos forma parte del grupo aldehído, también llamado aldopentosa. Esta molécula puede denominarse también D-arabinosa o L- arabinosa, en la naturaleza la podemos encontrar en goma arábiga, pectina y otros productos naturales; también se a encontrado D- arabinosa en bacterias y en esponjas acuáticas.
La ribosa, al igual que el carbohidrato anterior, es un monosacárido con 5 átomos de carbono con un grupo aldehído, y se localiza en el acido ribonucleico y otras sustancias biológicas en el organismo. Se puede aislar por hidrólisis de la riboflavina (vitamina B2).
La ribulosa, es una molécula formada por 5 átomos de carbono con un grupo cetona y cuatro grupos hidroxilos en la estructura. La podemos en contra en material biológico en la fase obscura de la fotosíntesis y el ciclo de Calvin de los monosacáridos que presentan 6 átomos de carbono (hexosas) se encuentre la glucosa, manosa, galactosa, y fructosa.
Glucosa: es un monosacarido también conocido como dextrosa, de 6 átomos de carbono; presenta un grupo aldehído en la molécula. Este glúcido es de gran importancia para en funcionamiento de las células, como es el cazo del cerebro y eritrocitos, ya que estas la emplean como combustible.
Manosa: es un carbohidrato que forma parte de algunos polisacáridos; es una cetosa cuya principal función es producir energía.
Galactosa: es una hexosa (piranosa) que en el hígado se trasforma en glucosa como fuente de energía; esta biomolecula es de gran importancia ya que ayuda a sintetizar moléculas de lactosa, glucolipidos, los fosfolipidos y algunas glucoproteínas

Fructosa: la D- fructosa es también conocida como azúcar de la fruta; también la podemos encontrar en la miel y vegetales. En un monosacáridos que presenta la misma formula condensada que la glucosa (C6H12O6), pero con diferente ordenamiento estructural.
Disacáridos: todos hemos consumido los disacáridos en alimentos ya que los podemos encontrar en la azúcar de caña y en la leche, entre otros. Los monosacáridos se pueden unir para formar moléculas complejas; un ejemplo de estas uniones son los disacáridos en ellos la unión se presenta entre dos moléculas de monosacáridos, formando un enlace de tipo éter (R-O-R); esta unión sele conoce como enlace glucosidico, y la unión puede ser a o B, según la posición de los grupos hidroxilos.
Los disacáridos mas importantes es encuentran en la naturaleza son: la maltosa, lactosa, y sacarosa.
Maltosa: este disacárido esta formado por la unió de dos moléculas de glucosa, la unión de un grupo hidroxilo que se encuentra en el carbono1 de la molécula de glucosa con otro hidroxilo que se encuentre en el carbono 4 de la glucosa, liberando así una molécula de agua; la maltosa no se encuentra en la naturaleza si no que es obtenida atreves de la hidrólisis de el almidón y glucógeno. Su formula condensada es C12H22O11.
Lactosa: es un disacárido formado por la unión de una molécula D-glucosa Yuna D-lactosa, y el enlace glucosilico que se forma es B(1↑4).lo anterior indica que en ambas estructuras los grupos hidroxilos se encuentran en posición beta y la unión se llevara acabo en c1y c2
Sacarosa: este disacárido es conocido como azúcar de mesa o de caña y se forma por la unión de una molécula de α-D-glucosa y una de β-D- fructuosa mediante un enlace glucosidico α, β(1↑2); al analizar la estructura nos damos cuenta de que la glucosa presenta la forma pirano, por lo que la unión se da con el hidroxilo de carbono 1. Sabemos que si la posición del grupo hidroxilo esta dado en alfa mientras que la fructuosa presenta una estructura de un furano, la unión se dará con el hidroxilo que se encuentra en el carbono 2.
La sacarosa es un producto intermedio de la fotosíntesis; en muchas plantas constituye la forma principal de trasporte de azúcar desde las hojas a otras partes de la planta. En las semillas germinadas las grasas y las proteínas almacenadas se convierten en sacarosa para su trasporte a partir de la planta en desarrollo.
La sacarosa es obtenida a partir de la azúcar de caña, y remolacha del maíz, y se utiliza principal mente en la industrias de los alimentos por su poder endulzante; cuando la sacarosa llega al estomago sufre un idiosis acida parte de este carbono desdobla en sus componentes glucosa y fructosa.
Polisacáridos: son moléculas formadas por la unión de muchas moléculas de monosacáridos pueden ser de 10 alta miles de moléculas por ello son polímeros este tipo de moléculas son consideradas como almacenes de energía ya que las plantas lo utilizan durante la germinación. Los homopolisacaridos son abundantes en la naturaleza con el almidón, glucógeno, celulosa y quitina.

Almidón: este polisacárido se forma por la unión de la glucosa, amilosa y amilopectina.

Amilosa: yaga a ser parte del 10 al 20% del alimento y esta formado por cadenas largas de D-glucosa unidas por enlaces glucosidicos α (1→4). Esta molécula puede presentar un peso molecular de cuatro mil asta cuatrocientos mil Daltons y puede estar conformada por 25 a 200 mil moléculas.

Amiliopectina: es un polímero ramificado que presenta dos tipos de enlace glucoselicos esta molécula puede presentar pesos que van desde 50000 a1000 000 Daltons.

Glucógeno: este polisacárido se almacena en el hígado del hombre; presenta una estructura base de la aminopectina pero tiene mas ramificaciones por lo que su pero molecular 20 000 a varios millones de Daltons.

Celulosa: es un homopolisacariso y el principal constituyente de madera y plantas; esta formada por los residuos de D-glucopiranosa unida mediante enlaces β (4→1) glucosidicos. La formula empírica de esta molécula es (C6HO5) n∙. la celulosa es ampliamente usa en la industria papelera, pero debido alas grandes deforestaciones que se están realizando a nivel mundial esta se modernizo para ser una compañía que presente el menor daño al medio ambiente.

Quitina: este polisacárido presenta unidades monomericas de glucosa que están unidad por enlaces β(1→4). La quitina presenta propiedades antivirales y antibacteriales por lo que se utiliza como apósito también se ha llegado a utilizar en el tratamiento de enfermedades y quemaduras periodo tales.

Lípidos: estas macromoléculas las podemos encontrar en la yema del huevo y en el sistema nervioso del ser humano, además como componentes en las membranas de las células vegetales, animales, bacterias, hormonas y algunas vitaminas, ceras de abeja etc.

Clasificación de los lípidos

Lípidos simples: son todas aquellas sustancias que no pueden ser saponificables, es decir que al calentarlas con fase no forman una sal de Ester y pueden ser del grupo prostaglandinas, esteroides y terpenos.

Lípidos complejos: son todas sustancia que no son saponificables, es decir, que al calentarlas con un base fuerte rompen la parte acida del grupo carboxílico (H+) pueden ser fosfoliídos, esfingolipidos y ceras.

Fosfolipidos (fosfogliceroles): son sustancias presentes en las membranas celulares.

Esfingolipidos: son sustancias en las que estructura principal es la esfingosina y se encuentran presentes en las plantas y animales, además de ser en el sistema nervioso.

Esfingolipidos: son sustancias en las que la estructura principal es la esfingosina y se encuentran presentes e las plantas y animales, además de ser comunes en el sistema nervioso.

Ceras: son cadenas largas de esteres de ácidos carboxílicos y alcoholes, y funcionan como protectores de plantas y animales; en las plantas y animales recubren las hojas, tallos y frutos, mientras que el los animales se encuentran presentes en el pelo, plumas y piel.

Proteínas: son moléculas muy complejas que están constituidas por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno; sin embargo podemos encontrar en sus moléculas azufre, fosforo, hierro, zinc, molibdeno, etc. Estas macromoléculas pueden varia de tamaño debido a su complejidad que presentan, por ejemplo, existen complejos enzimáticos en el metabolismo de la glucosa que tiene un peso molecular de mas de 10 millones de Daltons; se encuentran presentes en todos los organismos vivos como la queratina de las uñas, fibroína de seda, lactoalbúmina en la leche y etc.

Estructura de las proteína: imagina tener dos moléculas unidas por enlaces covalentes, y si sabemos que estas presentan movimiento libre (ya que el doble enlace presenta una nube electrónica), no hace pensar que sucederá un reacomode de los ángulos de enlace de la molécula dipéptido, ahora imagina cuando se presentan mas de cien uniones dipéptidas. A continuación la siguiente clasificación o sistema.

a) Estructura primaria: el bioquímico ingles Frederick Sanger determino por primera vez la secuencia de aminoácidos y descubrió la estructura primaria de la insulina en 1953. Este tipo de estructura esta relacionada con el numero y secuencia de los aminoácidos en la cadena proteínica. Esta información es esencial para estudiar las enfermedades genéticas.
b) Estructura secundaria: es la disposición de secuencias de aminoácidos en el espacio. Esta relacionada con la conformación de las cadenas y se produce por distintas conformaciones se conoce como hélice-α (esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre si misma la estructura primaria y se debe ala formación de enlaces de hidrogeno entre el –C=O de un aminoácido y el –NH- del cuarto aminoácido que le sigue), y la laminares-β; en esta posición los aminoácidos no forman una hélice, si no una cadena en zigzag, denominada disposición en lamina plegada.
c) Estructura terciaria: es el acomodo tridimensional de todos los átomos de la molécula. Esta conformación globular se mantiene estable gracias ala existencia de enlaces entre los radicales R.
Debido ala complejidad de sus estructuras las proteínas se pueden clasificar de acuerdo con su conformación pueden ser: proteínas fibrosas y proteínas globulares.

a) Proteínas fibrosas: estas se forman en iras de cadena larga, continua y sin ramificaciones, que se enlazan unas con otras, formando fibras se encuentran en las estructuras de los cabellos d, pezuñas de animales, uñas piel, lana, plumas, cuernos, tendones y músculos.
b) Proteínas globulares: presentan estructuras mas complejas, de modo que forman unidades de tipo esférico: se encuentran en la carne, leche y huevo. La función de estas proteínas es el de regular el proceso de la vida formando anti cuerpos.

MACROMOLECULAS SINTETICAS:
Las macromoléculas sintéticas están formadas por los enlaces carbono-carbono

Polímeros de adición: son polímeros formados a partir de la unión de moléculas manométricas insaturadas. Con este polímero se fabrican bolsas de almacén, frascos de champú juguetes e incluso chalecos a prueba de balas. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliastireno, etanoato de polivinilo y politetrafluoroetileno.

El polipropileno es el polímero más común en nuestros días, esta formado por unidades de metilrtilenos y se produce mediante la reacción de polimerización de Ziegler-Natta puede encontrarse como plásticos y como fibra.

El poliestireno es una larga cadena hidrocarbonatada con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinilica por radicales libre a partir del monómero estírenos.

POLIMEROS DE CONDENSACION: en la polimerización por condensación en los monómeros se unen con la eliminación simultanea de átomos o grupos de átomos mas pequeños se obtiene a partir del enlace entre monómeros que poseen al menos dos grupos reaccionantes (monómeros bi, tri, etc.) y que reaccionan con separación de algún producto de bajo peso molecular.

Algunos polímeros típicos de condensación son: el nailon, los poliuretanos y los poliésteres.

Nailon: es uno de los polímeros mas comúnmente usados. Lo encontramos en nuestros artículos de uso diario pero también en otros lugares es llamado termo plástico.

Nailon 6.6: es llamado así por que cada unidad repetitiva de la cadena polimérica tiene dos extensiones de seis átomos de carbono cada una. El nailon es utilizado en la fabricación de ropa interior, ropa deportiva, medias, mochilas etc.

Poliuretanos: son los polímeros de mayor utilidad para hacer espumas, tapiz de sillas y almohadones; pueden ser elastómeros, pinturas, fibras y adhesivos. Los poliuretanos se conocen así por que en su cadena principal contienen enlaces de uretano.
Poliésteres: en forma de fibras y plásticos que fueron utilizado en los años 70s para confeccionar toda la ropa de bailables.los poliésteres tienen cadenas hidrocarbonatadas que contienen uniones ester; de ahí su nombre etilentereftalato.

Dacrón: es un poliéster que se obtiene a partir del acido tereftalico y etilenglicol. Es la fibra sintética de mayor uso para la fabricación de telas.