Características, tipos, funções e exemplos de Macromolecules

As Macro moléculas São moléculas grandes - geralmente mais de 1.000 átomos - formados pela união de estruturas ou monômeros menores. Nos seres vivos, encontramos quatro tipos de macromoléculas principais: ácidos nucleicos, lipídios, carboidratos e proteínas. Há também outros de origem sintética, como plásticos.

Cada tipo de macromolese biológico.

Fonte: Pixabay.com

Quanto à sua função, carboidratos e lipídios armazenam energia para que a célula execute suas reações químicas e também seja usada como componentes estruturais.

As proteínas também têm funções estruturais, além de serem moléculas com catálise e capacidade de transporte. Finalmente, os ácidos nucleicos armazenam informações genéticas e participam da síntese de proteínas.

Macromoléculas sintéticas seguem a mesma estrutura de um biológico: muitos monômeros ligados para formar um polímero. Exemplo disso são polietileno e nylon. Os polímeros sintéticos são amplamente utilizados no setor para a fabricação de tecidos, plásticos, isoladores, etc.

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Caracteristicas

Tamanho

Como o nome indica, uma das características distintas das macromoléculas é o tamanho grande. Eles são formados por pelo menos 1.000 átomos, unidos por ligações covalentes. Nesse tipo de link, os átomos envolvidos na união compartilham os elétrons do último nível.

Constituição

Outro termo usado para se referir a macromoléculas é polímero ("muitas partes"), que são formados de unidades repetidas chamadas monômeros ("uma parte"). Essas são as unidades estruturais das macromoléculas e podem ser as mesmas ou diferentes uma da outra, dependendo do caso.

Poderíamos usar a analogia do jogo para crianças Lego. Cada uma das peças representa os monômeros e, quando nos juntamos a elas para formar estruturas diferentes, obtemos o polímero.

Se os monômeros são os mesmos, o polímero é um homopolímero; E se forem diferentes, será um heteropolímero.

Há também uma nomenclatura para designar o polímero, dependendo do seu comprimento. Se a molécula for formada por algumas subunidades é chamada de oligômero. Por exemplo, quando queremos nos referir a um pequeno ácido nucleico, chamamos de oligonucleotídeo.

Estrutura

Dada a incrível diversidade de macromoléculas, é difícil estabelecer uma estrutura geral. O "esqueleto" dessas moléculas é formado por seus monômeros correspondentes (açúcares, aminoácidos, nucleotídeos, etc.), e eles podem ser agrupados linearmente, ramificados ou formas mais complexas.

Como veremos mais adiante, as macromoléculas podem ser de origem biológica ou sintética. Os primeiros têm infinidades de funções nos seres vivos, e o segundo são amplamente utilizados pela sociedade - como plásticos, por exemplo.

Macromoléculas biológicas: funções, estrutura e exemplos

Nos seres orgânicos, encontramos quatro tipos básicos de macromoléculas, que realizam um imenso número de funções, permitindo o desenvolvimento e o apoio da vida. São proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucleicos. Em seguida, descreveremos suas características mais relevantes.

Proteínas

As proteínas são macromoléculas cujas unidades estruturais são aminoácidos. Na natureza, encontramos 20 tipos de aminoácidos.

Estrutura

Esse monômero₂), um grupo carboxil (COOH) e um grupo R.

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Os 20 tipos de aminoácidos diferem entre si apenas na identidade do grupo R. Este grupo varia em sua natureza química, sendo capaz de encontrar aminoácidos básicos, ácidos, neutro, com cadeias longas, curtas e aromáticas, entre outras, entre outras.

Os resíduos de aminoácidos permanecem unidos um pelo outro por links peptídicos. A natureza dos aminoácidos determinará a natureza e as características da proteína resultante.

A sequência de aminoácidos linear representa a estrutura primária das proteínas. Em seguida, estes são dobráveis ​​e agrupados em diferentes padrões, formando as estruturas secundárias, terciárias e quaternárias.

Função

As proteínas cumprem várias funções. Alguns servem como catalisadores biológicos e são chamados de enzimas; Alguns são proteínas estruturais, como a queratina presentes em cabelos, unhas, etc.; E outros desempenham funções de transporte, como a hemoglobina em nossos glóbulos vermelhos.

Ácidos nucleicos: DNA e RNA

O segundo tipo de polímero que faz parte dos seres vivos é os ácidos nucleicos. Nesse caso, as unidades estruturais não são aminoácidos como em proteínas, mas são monômeros chamados nucleotídeos.

Estrutura

Os nucleotídeos compostos por um grupo fosfato, um açúcar de cinco carbonos (o componente central da molécula) e uma base de nitrogênio.

Existem dois tipos de nucleotídeos: os ribonucleotídeos e os desoxirribonucleotídeos, que variam em termos de açúcar central. Os primeiros são os componentes estruturais do ácido ribonucleico ou RNA, e o último dos deoxirribonucleicos ou ácido de DNA.

Em ambas as moléculas, os nucleotídeos permanecem unidos por meio de uma ligação fosfodiéster - equivalente ao link peptídico que mantém proteínas juntas.

Os componentes estruturais do DNA e RNA são diferentes diferentes em sua estrutura, uma vez que o RNA é encontrado na forma de uma única banda e DNA de banda dupla.

Função

RNA e DNA são os dois tipos de ácidos nucleicos que encontramos nos seres vivos. O RNA é uma molécula dinâmica multifuncional, que aparece em várias conformações estruturais e participa da síntese de proteínas e da regulação da expressão gênica.

O DNA é a macromolécula encarregada de armazenar todas as informações genéticas de um organismo, necessário para seu desenvolvimento. Todas as nossas células (com exceção dos glóbulos vermelhos maduros) armazenaram em seu núcleo, de maneira muito compacta e organizada, o material genético.

Carboidratos

Os carboidratos, também conhecidos como carboidratos ou simplesmente como açúcares, são macromoléculas formadas por blocos chamados monossacarídeos (literalmente "um açúcar").

Estrutura

A fórmula molecular de carboidratos é (Cho₂QUALQUER)_n. O valor de n Pode variar de 3, que o açúcar mais simples a milhares nos carboidratos mais complexos, sendo bastante variável em termos de comprimento.

Esses monômeros têm a capacidade de polimerizar entre si através de uma reação que envolve dois grupos hidroxila, resultando na formação de uma ligação covalente chamada Bond Glucosidic.

Esse vínculo mantém os carboidratos da mesma maneira que as ligações peptídicas e as ligações fosfodiéstres mantêm as proteínas e os ácidos nucleicos, respectivamente, respectivamente, respectivamente.

No entanto, os vínculos peptídicos e fosfodiéstres ocorrem em áreas específicas dos monômeros que os constituem, enquanto as ligações glucosídicas podem se formar com qualquer grupo hidroxil.

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Como mencionamos na seção anterior, pequenas macromoléculas são designadas com o prefixo Oligo. No caso de pequenos carboidratos, o termo oligossacarídeos são usados, se forem apenas dois monômeros vinculados, é um dissacarídeo e, se forem maiores, polissacarídeos.

Função

Os açúcares são macromoléculas fundamentais para a vida, uma vez que cumprem as funções de energia e estrutura. Eles fornecem a energia química necessária para aumentar um número importante de reações dentro das células e são usados ​​como "combustível" dos seres vivos.

Outros carboidratos, como o glicogênio, servem para armazenar energia, para que a célula possa recorrer a ela quando necessário.

Eles também têm funções estruturais: fazem parte de outras moléculas, como ácidos nucleicos, paredes celulares de alguns organismos e exoesqueletos de insetos.

Em plantas e em alguns protistas, por exemplo, encontramos um carboidrato complexo chamado celulose, formado apenas a partir de unidades de glicose. Esta molécula é incrivelmente abundante na Terra, pois está presente nas paredes celulares desses organismos e em outras estruturas de suporte.

Lipídios

"Lipid" é um termo usado para abranger um grande número de moléculas apolares ou hidrofóbicas (com fobia ou repulsão de água) formada de cadeias de carbono. Ao contrário das três moléculas mencionadas, proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos, não há monômero de pontos para lipídios.

Estrutura

Do ponto de vista estrutural, um lipídio pode ocorrer de várias maneiras. Como formado a partir de hidrocarbonetos (C-H), os links não são parcialmente carregados, portanto não são solúveis em solventes polares, como a água. No entanto, eles podem ser dissolvidos em outros tipos de solventes não polares, como o benzeno.

Um ácido graxo é composto pelas cadeias de hidrocarbonetos mencionadas e um grupo carboxil (COOH) como um grupo funcional. Geralmente, um ácido graxo contém 12 a 20 átomos de carbono.

As cadeias de ácidos graxos podem ser saturados, quando todos os carbonos são unidos por links simples e insaturados, quando há mais do que uma ligação dupla dentro da estrutura. Se contém várias ligações duplas, é um ácido poliinsaturado.

Tipos de lipídios de acordo com sua estrutura

Existem três tipos de lipídios na célula: esteróides, gorduras e fosfolipídios. Os esteróides são caracterizados por uma estrutura volumosa de quatro anéis. O colesterol é o mais conhecido e é um componente importante das membranas, pois controla a fluidez do mesmo.

As gorduras são compostas por três ácidos graxos unidos por meio de uma ligação éster a uma molécula chamada glicerol.

Finalmente, os fosfolipídios são formados por uma molécula de glicerol ligada a um grupo fosfato e duas cadeias de ácidos graxos ou isoprenoides.

Função

Como carboidratos, os lipídios também funcionam como uma fonte de energia para a célula e como componentes de algumas estruturas.

Os lipídios têm uma função indispensável para todas as formas vivas: elas são um constituinte essencial da membrana plasmática. Eles formam o limite crucial entre os vivos e os não vivos, servindo como uma barreira seletiva que decide o que entra e o que não faz para a célula, graças à sua propriedade semipermeável.

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Além dos lipídios, as membranas também são formadas por várias proteínas, que funcionam como transportadores seletivos.

Alguns hormônios (como sexo) são a natureza lipídica e são indispensáveis ​​para o desenvolvimento do organismo.

Transporte

Nos sistemas biológicos, as macromoléculas são transportadas entre o interior e o exterior das células por processos chamados endo e exocitose (eles envolvem a formação de vesículas) ou pelo transporte ativo.

A endocitose abrange todos os mecanismos que a célula usa para alcançar a entrada de partículas grandes e é classificada como: fagocitose, quando o elemento para engolir é uma partícula sólida; Pinocitose, quando entra no líquido extracelular; e endocitose, mediada por destinatários.

A maioria das moléculas que são ingeridas por essa rota termina em uma organela encarregada da digestão: o lisossomo. Outros terminam em fagosomas - que têm propriedades de fusão com lisossomos e formam uma estrutura chamada fagolisosomas.

Dessa maneira, a bateria enzimática presente no lisossomo acaba degradando as macromoléculas que inicialmente entraram. Os monômeros que os formaram (monossacarídeos, nucleotídeos, aminoácidos) são transportados novamente para o citoplasma, onde são usados ​​para a formação de novas macromoléculas.

Em todo o intestino, existem células que têm transportadores específicos para a absorção de cada macromolécula que foi consumida na dieta. Por exemplo, os transportadores PEP1 e PEP2 são usados ​​para proteínas e glicose SGLT.

Macromoléculas sintéticas

Nas macromoléculas sintéticas, também encontramos o mesmo padrão estrutural descrito para macromoléculas de origem biológica: pequenos monômeros ou subunidades que estão ligadas através de links de mídia para formar um polímero.

Existem diferentes tipos de polímeros sintéticos, sendo o polietileno mais simples. Este é um plástico inerte de fórmula química₂-CH₂ (ligado por um vínculo duplo) bastante comum na indústria, pois é econômico e fácil de produzir.

Como pode ser visto, a estrutura deste plástico é linear e não tem ramo.

O poliuretano é outro polímero bastante usado na indústria para a fabricação de espumas e isoladores. Certamente teremos uma esponja desse material em nossas cozinhas. Este material é obtido pela condensação de bases hidroxílicas misturadas com elementos chamados diisocianos.

Existem outros polímeros sintéticos de maior complexidade, como o nylon (ou nilón). Dentro de suas características está sendo muito resistente, com uma elasticidade apreciável. A indústria têxtil aproveita essas características para a fabricação de tecidos, porcas, sedais, etc. Também é usado pelos médicos para realizar suturas.

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