Por Keiron Audain, actualizado el 24 de marzo de 2022
Todas las células vivas dependen de macromoléculas:polímeros formados a partir de unidades más pequeñas llamadas monómeros. La formación de estos polímeros, conocida como polimerización, requiere un aporte de energía y libera agua como subproducto. Cada clase de macromolécula sigue una ruta de polimerización distinta, produciendo ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos.
Las proteínas surgen de los aminoácidos, los monómeros que poseen un grupo carboxilo en un extremo y un grupo amino en el otro. Durante la polimerización, el grupo carboxilo de un aminoácido reacciona con el grupo amino de otro, formando un enlace peptídico covalente. Los enlaces peptídicos sucesivos unen docenas o cientos de aminoácidos en una cadena polipeptídica lineal. Luego, la cadena se pliega en una estructura tridimensional precisa, dando a la proteína su función biológica única.
Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) transportan información genética. Su monómero, el nucleótido, contiene un azúcar de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. La polimerización une el grupo fosfato de un nucleótido con el grupo hidroxilo del siguiente, creando una columna vertebral de fosfodiéster. En el ADN, dos cadenas de polinucleótidos complementarias se alinean y forman puentes de hidrógeno entre sus bases, formando la característica doble hélice. El ARN, al ser monocatenario, adopta diversos pliegues para desempeñar sus funciones en la transcripción, traducción y regulación.
Los carbohidratos varían desde azúcares simples (monosacáridos) como la glucosa hasta polisacáridos complejos. Los monosacáridos se unen mediante enlaces glicosídicos:enlaces covalentes entre el carbono anomérico de un azúcar y un grupo hidroxilo de otro. Los disacáridos (p. ej., sacarosa) constan de dos monosacáridos, mientras que los polisacáridos como el almidón o la celulosa contienen muchas unidades. El tipo de azúcar y la posición de cada enlace glicosídico determinan las propiedades físicas y el papel biológico del carbohidrato.
A diferencia de otras macromoléculas, los lípidos no se forman mediante polimerización. El armazón central de todos los lípidos es el glicerol, un alcohol de tres carbonos. Las grasas (triglicéridos) se producen cuando tres cadenas de ácidos grasos se esterifican a glicerol. Los fosfolípidos reemplazan un ácido graso con un grupo fosfato, proporcionando propiedades anfipáticas esenciales para la estructura de la membrana. Los esteroides, como el colesterol, se basan en un esqueleto de cuatro anillos en lugar de una cadena lineal.
Comprender estos procesos de polimerización ilumina la intrincada química que sustenta la vida celular.
