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    Tipos de monómeros

    Los monómeros forman la base de macromoléculas que sostienen la vida y proporcionan materiales hechos por el hombre. Los monómeros se agrupan para formar largas cadenas de macromoléculas llamadas polímeros. Diversas reacciones conducen a la polimerización, generalmente a través de catalizadores. Existen numerosos ejemplos de monómeros en la naturaleza o se utilizan en las industrias para crear nuevas macromoléculas.

    TL; DR (demasiado largo; no se leyó)

    Los monómeros son moléculas pequeñas e individuales. Cuando se combinan con otros monómeros a través de enlaces químicos, hacen polímeros. Los polímeros existen tanto en la naturaleza, como en las proteínas, o pueden ser artificiales, como en los plásticos.
    ¿Qué son los monómeros?

    Los monómeros se presentan como moléculas pequeñas. Forman la base de moléculas más grandes a través de enlaces químicos. Cuando estas unidades se unen en repetición, se forma un polímero. El científico Hermann Staudinger descubrió que los monómeros forman polímeros. La vida en la Tierra depende de los lazos que los monómeros hacen con otros monómeros. Los monómeros pueden construirse artificialmente en polímeros, que en consecuencia se unen con otras moléculas en el proceso llamado polimerización. Las personas aprovechan esta capacidad para fabricar plásticos y otros polímeros artificiales. Los monómeros también se convierten en polímeros naturales que forman los organismos vivos del mundo.
    Monómeros en la naturaleza

    Entre los monómeros del mundo natural se encuentran los azúcares simples, ácidos grasos, nucleótidos y aminoácidos. Los monómeros en la naturaleza se unen para formar otros compuestos. Los alimentos en forma de carbohidratos, proteínas y grasas se derivan de la unión de varios monómeros. Otros monómeros pueden formar gases; por ejemplo, el metileno (CH 2) puede unirse para formar etileno, un gas que se encuentra en la naturaleza y responsable de la maduración de la fruta. El etileno a su vez sirve como monómero base para otros compuestos como el etanol. Tanto las plantas como los organismos producen polímeros naturales.

    Los polímeros que se encuentran en la naturaleza están hechos de monómeros que presentan carbono, que se une fácilmente con otras moléculas. Los métodos utilizados en la naturaleza para crear polímeros incluyen la síntesis de deshidratación, que une las moléculas pero da como resultado la eliminación de una molécula de agua. La hidrólisis, por otro lado, representa un método para descomponer los polímeros en monómeros. Esto ocurre al romper los enlaces entre los monómeros a través de enzimas y al agregar agua. Las enzimas funcionan como catalizadores para acelerar las reacciones químicas y son en sí mismas moléculas grandes. Un ejemplo de una enzima utilizada para romper un polímero en un monómero es la amilasa, que convierte el almidón en azúcar. Este proceso se usa en la digestión. Las personas también usan polímeros naturales para emulsionar, espesar y estabilizar alimentos y medicamentos. Algunos ejemplos adicionales de polímeros naturales incluyen colágeno, queratina, ADN, caucho y lana, entre otros.
    Monómeros simples de azúcar

    Los azúcares simples son monómeros llamados monosacáridos. Los monosacáridos contienen moléculas de carbono, hidrógeno y oxígeno. Estos monómeros pueden formar largas cadenas que forman polímeros conocidos como carbohidratos, las moléculas de almacenamiento de energía que se encuentran en los alimentos. La glucosa es un monómero con la fórmula C 6H 12O 6, lo que significa que tiene seis carbonos, doce hidrógenos y seis oxígenos en su forma básica. La glucosa se produce principalmente a través de la fotosíntesis en las plantas y es el combustible definitivo para los animales. Las células usan glucosa para la respiración celular. La glucosa forma la base de muchos carbohidratos. Otros azúcares simples incluyen galactosa y fructosa, y estos también tienen la misma fórmula química pero son isómeros estructuralmente diferentes. Las pentosas son azúcares simples como ribosa, arabinosa y xilosa. La combinación de los monómeros de azúcar crea disacáridos (hechos de dos azúcares) o polímeros más grandes llamados polisacáridos. Por ejemplo, la sacarosa (azúcar de mesa) es un disacárido que se deriva de la adición de dos monómeros, glucosa y fructosa. Otros disacáridos incluyen lactosa (azúcar en la leche) y maltosa (un subproducto de la celulosa).

    Un enorme polisacárido hecho de muchos monómeros, el almidón sirve como el principal almacenamiento de energía para las plantas, y no se puede disolver en agua. . El almidón está hecho de una gran cantidad de moléculas de glucosa como su monómero base. El almidón forma semillas, granos y muchos otros alimentos que las personas y los animales consumen. La proteína amilasa trabaja para revertir el almidón en la glucosa monómera base.

    El glucógeno es un polisacárido utilizado por los animales para el almacenamiento de energía. Similar al almidón, el monómero base del glucógeno es la glucosa. El glucógeno se diferencia del almidón por tener más ramas. Cuando las células necesitan energía, el glucógeno puede descomponerse a través de la hidrólisis en glucosa.

    Las largas cadenas de monómeros de glucosa también forman celulosa, un polisacárido lineal y flexible que se encuentra en todo el mundo como un componente estructural en las plantas. La celulosa alberga al menos la mitad del carbono de la Tierra. Muchos animales no pueden digerir completamente la celulosa, a excepción de los rumiantes y las termitas.

    Otro ejemplo de un polisacárido, la quitina macromolécula más frágil, forja las conchas de muchos animales, como los insectos y los crustáceos. Por lo tanto, los monómeros de azúcar simples como la glucosa forman la base de los organismos vivos y producen energía para su supervivencia.
    Monómeros de grasas

    Las grasas son un tipo de lípidos, polímeros que son hidrófobos (repelentes de agua). El monómero base para las grasas es el alcohol glicerol, que contiene tres carbonos con grupos hidroxilo combinados con ácidos grasos. Las grasas producen el doble de energía que el azúcar simple, la glucosa. Por esta razón, las grasas sirven como un tipo de almacenamiento de energía para los animales. Las grasas con dos ácidos grasos y un glicerol se llaman diacilgliceroles o fosfolípidos. Los lípidos con tres colas de ácidos grasos y un glicerol se llaman triacilgliceroles, las grasas y los aceites. Las grasas también proporcionan aislamiento para el cuerpo y los nervios, así como las membranas plasmáticas en las células.
    Aminoácidos: monómeros de proteínas

    Un aminoácido es una subunidad de proteína, un polímero que se encuentra en la naturaleza. Por lo tanto, un aminoácido es el monómero de la proteína. Un aminoácido básico está hecho de una molécula de glucosa con un grupo amina (NH3), un grupo carboxilo (COOH) y un grupo R (cadena lateral). Existen 20 aminoácidos y se usan en varias combinaciones para producir proteínas. Las proteínas proporcionan numerosas funciones para los organismos vivos. Varios monómeros de aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos (covalentes) para formar una proteína. Dos aminoácidos unidos forman un dipéptido. Tres aminoácidos unidos forman un tripéptido, y cuatro aminoácidos forman un tetrapéptido. Con esta convención, las proteínas con más de cuatro aminoácidos también llevan el nombre de polipéptidos. De estos 20 aminoácidos, los monómeros base incluyen glucosa con grupos carboxilo y amina. Por lo tanto, la glucosa también puede denominarse un monómero de proteína.

    Los aminoácidos forman cadenas como estructura primaria, y se producen formas secundarias adicionales con enlaces de hidrógeno que conducen a hélices alfa y láminas beta plegadas. El plegamiento de aminoácidos conduce a proteínas activas en la estructura terciaria. El plegado y la flexión adicionales producen estructuras cuaternarias estables y complejas como el colágeno. El colágeno proporciona bases estructurales para los animales. La proteína queratina proporciona a los animales piel, cabello y plumas. Las proteínas también sirven como catalizadores de reacciones en organismos vivos; Estas se llaman enzimas. Las proteínas sirven como comunicadores y motores del material entre las células. Por ejemplo, la proteína actina desempeña el papel de transportador para la mayoría de los organismos. Las diversas estructuras tridimensionales de las proteínas conducen a sus respectivas funciones. Cambiar la estructura de la proteína conduce directamente a un cambio en la función de la proteína. Las proteínas se hacen de acuerdo con las instrucciones de los genes de una célula. Las interacciones y la variedad de una proteína están determinadas por su monómero básico de proteínas, aminoácidos a base de glucosa.
    Los nucleótidos como monómeros

    Los nucleótidos sirven como modelo para la construcción de aminoácidos, que a su vez comprenden proteínas. Los nucleótidos almacenan información y transfieren energía para los organismos. Los nucleótidos son los monómeros de ácidos nucleicos poliméricos lineales naturales como el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN y el ARN llevan el código genético de un organismo. Los monómeros de nucleótidos están hechos de un azúcar de cinco carbonos, un fosfato y una base nitrogenada. Las bases incluyen adenina y guanina, que se derivan de la purina; y citosina y timina (para ADN) o uracilo (para ARN), derivados de pirimidina.

    El azúcar combinado y la base nitrogenada producen diferentes funciones. Los nucleótidos forman la base de muchas moléculas necesarias para la vida. Un ejemplo es el adenosina trifosfato (ATP), el principal sistema de suministro de energía para los organismos. La adenina, ribosa y tres grupos fosfato forman moléculas de ATP. Los enlaces fosfodiéster conectan los azúcares de los ácidos nucleicos entre sí. Estos enlaces poseen cargas negativas y producen una macromolécula estable para almacenar información genética. El ARN, que contiene el azúcar ribosa y adenina, guanina, citosina y uracilo, funciona en varios métodos dentro de las células. El ARN sirve como enzima y ayuda a la replicación del ADN, además de producir proteínas. El ARN existe en forma de hélice única. El ADN es la molécula más estable, forma una configuración de doble hélice y, por lo tanto, es el polinucleótido prevalente para las células. El ADN contiene el azúcar desoxirribosa y las cuatro bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y timina, que constituyen la base de nucleótidos de la molécula. La larga longitud y la estabilidad del ADN permiten el almacenamiento de enormes cantidades de información. La vida en la Tierra debe su continuación a los monómeros de nucleótidos que forman la columna vertebral de ADN y ARN, así como a la molécula de energía ATP.
    Monómeros para plástico

    La polimerización representa la creación de polímeros sintéticos a través de reacciones químicas. Cuando los monómeros se unen como cadenas en polímeros artificiales, estas sustancias se convierten en plásticos. Los monómeros que forman los polímeros ayudan a determinar las características de los plásticos que fabrican. Todas las polimerizaciones ocurren en una serie de iniciación, propagación y terminación. La polimerización requiere varios métodos para el éxito, como combinaciones de calor y presión y la adición de catalizadores. La polimerización también requiere hidrógeno para finalizar una reacción.

    Diferentes factores en las reacciones influyen en la ramificación o las cadenas de un polímero. Los polímeros pueden incluir una cadena del mismo tipo de monómero, o pueden incluir dos o más tipos de monómeros (copolímeros). La "polimerización de adición" se refiere a monómeros añadidos juntos. La "polimerización por condensación" se refiere a la polimerización que solo usa parte de un monómero. La convención de nomenclatura para los monómeros unidos sin pérdida de átomos es agregar "poli" al nombre del monómero. Muchos catalizadores nuevos crean nuevos polímeros para diferentes materiales.

    Uno de los monómeros básicos para la fabricación de plásticos es el etileno. Este monómero se une a sí mismo oa muchas otras moléculas para formar polímeros. El monómero etileno se puede combinar en una cadena llamada polietileno. Dependiendo de las características, estos plásticos pueden ser polietileno de alta densidad (HDPE) o polietileno de baja densidad (LDPE). Dos monómeros, etilenglicol y tereftaloilo, hacen que el polímero sea poli (tereftalato de etileno) o PET, que se utiliza en botellas de plástico. El monómero propileno forma el polipropileno polimérico a través de un catalizador que rompe sus dobles enlaces. El polipropileno (PP) se utiliza para envases de alimentos de plástico y bolsas de chips.

    Los monómeros de alcohol vinílico forman el polímero de poli (alcohol vinílico). Este ingrediente se puede encontrar en la masilla para niños. Los monómeros de policarbonato están hechos de anillos aromáticos separados por carbono. El policarbonato se usa comúnmente en gafas y discos de música. El poliestireno, utilizado en espuma de poliestireno y aislamiento, está compuesto de monómeros de polietileno con un anillo aromático sustituido por un átomo de hidrógeno. El poli (cloroeteno), también conocido como poli (cloruro de vinilo) o PVC, se forma a partir de varios monómeros de cloroeteno. El PVC constituye elementos tan importantes como tuberías y revestimientos para edificios. Los plásticos proporcionan materiales infinitamente útiles para artículos cotidianos, como faros de automóviles, contenedores de alimentos, pintura, tuberías, telas, equipos médicos y más.

    Los polímeros hechos de monómeros unidos repetidos forman la base de gran parte de lo que los humanos y otros organismos se encuentran en la Tierra. Comprender el papel básico de las moléculas simples como los monómeros produce una mayor comprensión de la complejidad del mundo natural. Al mismo tiempo, dicho conocimiento puede conducir a la construcción de nuevos polímeros que podrían proporcionar un gran beneficio.

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