Fundamentos de Química Biológica: Átomos, Enlaces y Macromoléculas

Estructura del Átomo y Formación de Iones

Un átomo neutro (sin carga) se caracteriza por mantener el equilibrio entre sus partículas, donde p+ = e-.

Un átomo con carga se denomina ion. Este puede tener carga positiva (catión) o carga negativa (anión). Cuando hay menos carga positiva, hay más electrones, mientras que cuando hay más carga positiva, hay menos electrones.

Las Moléculas y los Enlaces Químicos

Los electrones son los responsables de las uniones entre los átomos, sin poner en juego sus partículas nucleares (protones y neutrones).

Tipos de Enlaces

• Enlaces iónicos: Para que dos átomos se unan, tienen que estar cerca uno del otro. Cuando se acercan lo suficiente, puede ocurrir que se transfieran electrones, se formen iones y estos se atraigan entre sí, creándose una nueva sustancia.
• Enlaces covalentes: Ocurren cuando dos átomos superponen su último nivel (el más externo) y comienzan a compartir uno o más electrones (de cada átomo), quedando unidos y formando una molécula a través del enlace.

Clasificación de Sustancias y Estructuras Biológicas

El carbono es considerado el ladrillo fundamental de las estructuras biológicas.

Sustancias Simples y Compuestas

• Sustancia simple: Se presenta cuando los átomos que la componen son iguales; es decir, está formada por átomos del mismo elemento.
• Sustancia compuesta: Se presenta cuando los átomos que la forman son diferentes; es decir, está formada por átomos de distintos elementos.

Un hidrocarburo es una sustancia formada únicamente por átomos de carbono e hidrógeno.

Macromoléculas y Polímeros

Una molécula es compleja cuando, estableciéndose una comparación con otra molécula (siempre compuesta), esta contiene enlaces entre un mayor número de átomos. Toda macromolécula y/o polímero (conformado por una cantidad variable de monómeros) es una molécula compleja.

Definiciones Clave

• Monómero: Molécula relativamente pequeña que, unida a otras iguales, forma una macromolécula.
• Polímero: Macromolécula formada por la unión de varias moléculas iguales llamadas monómeros.

Es importante destacar que todos los polímeros son macromoléculas, pero no todas las macromoléculas son polímeros; por ejemplo, los lípidos o grasas.

Diferencias y Semejanzas entre Polímeros

• Polímero natural: Están formados por monómeros y se originan de forma natural.
• Polímero artificial: Están formados por monómeros, pero son creados mediante procesos artificiales.

Estudio de las Biomoléculas

Diferencia entre un lípido y un polímero

El lípido es una macromolécula, al igual que los polímeros, pero estos últimos están formados específicamente por la unión de monómeros.

¿Cuáles son las macromoléculas biológicas?

Las macromoléculas biológicas son los lípidos y los polímeros naturales, porque son grasas.

Ejemplo de polímero biológico: Proteínas

A partir de las biomoléculas estudiadas, se elige la proteína como ejemplo de polímero.

Monómero que la constituye: Amoniaco.

Funciones en los seres vivos

Se describen tres funciones que cumplen las proteínas en los seres vivos:

1. Constituyen pelos y uñas de mamíferos.
2. Degradan hidratos de carbono.
3. Funcionan como reserva de energía.