Biopolímeros: Carbohidratos y Ácidos Nucleicos - Composición y Estructura

Polímeros Naturales

Los polímeros naturales, también conocidos como biopolímeros, son macromoléculas esenciales para la vida. Se encuentran en una gran variedad de estructuras biológicas, como la corteza de los árboles, los tubérculos de las papas y el caparazón de los insectos. Aunque estas estructuras pueden estar formadas por la misma unidad monomérica, la diferencia radica en la manera en que estas están ordenadas.

Formación de Biopolímeros

Cada organismo fabrica sus macromoléculas a partir de sustancias más pequeñas y simples obtenidas del medio que las rodea, como el CO₂, el H₂O y el N₂. Estas moléculas simples, llamadas precursores, generan moléculas de mayor masa molecular, las cuales llamamos monómeros. Los monómeros se unen entre sí para formar largas y diversas cadenas, generando la diversidad de biopolímeros o polímeros naturales.

Precursor (CO₂, H₂O o N₂) → Monómeros → Polímero natural o biopolímero

De acuerdo con la unidad estructural que los integra, los biopolímeros que constituyen la materia viva corresponden a tres categorías principales:

• Polisacáridos
• Proteínas
• Ácidos Nucleicos

Carbohidratos

Composición de los Carbohidratos

Los carbohidratos, también denominados glúcidos o hidratos de carbono, son compuestos orgánicos cuya fórmula general es C_n(H₂O)_n. Antiguamente fueron llamados hidratos de carbono ya que su relación mínima es 1:2:1 (C:H:O). Según la cantidad de monómeros, se clasifican en:

• Monosacáridos: Tienen solo una unidad monomérica. Según su estructura química, todos tienen en su estructura el grupo hidroxilo (-OH) y el grupo carbonilo (-C=O), el cual puede estar en forma de aldehído (-CHO) o de cetona (-CO-). Se forman así las aldosas y cetosas. Según el número de carbonos, se pueden clasificar en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc. La estructura de los monosacáridos se representa mediante cadenas abiertas o cerradas.
• Disacáridos: Unión entre dos monosacáridos. La reacción ocurre en la mayoría de los casos entre el hidroxilo de un monosacárido y el hidroxilo del otro. El enlace que se forma se llama enlace glucosídico, un enlace en el que un átomo de oxígeno sirve de puente entre las dos unidades monoméricas.
• Polisacáridos: Unión de más de diez monosacáridos. Los más abundantes y comunes son el almidón y la celulosa, ambos son polímeros derivados de la glucosa.

Ácidos Nucleicos

Composición de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son biopolímeros que se encuentran en el núcleo y en el citoplasma de la célula. Existen dos tipos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). Están constituidos por unidades estructurales llamadas nucleótidos, que constan de tres componentes:

• a) Pentosa: Monosacárido formado por 5 átomos de carbono. En el ADN es desoxirribosa y en el ARN es ribosa.
• b) Grupo fosfato: Proviene de la molécula inorgánica ácido fosfórico (H₃PO₄), que al perder los átomos de hidrógeno puede unirse a otros átomos como grupo fosfato.
• c) Base nitrogenada: Estructura cíclica con propiedades básicas. Como el ciclo posee más de un tipo de átomo, estas se llaman "bases heterocíclicas". Dos de ellas son derivados de la purina y tres de la pirimidina.