Macromoléculas
Las macromoléculas son moléculas de gran tamaño, formadas casi siempre por la repetición de unidades llamadas monómeros.
Las macromoléculas son moléculas de gran tamaño, con masas moleculares que alcanzan desde miles hasta millones de unidades de masa atómica, formadas casi siempre por la repetición de unidades más pequeñas llamadas monómeros. Las hay naturales, como las proteínas, el ADN, la celulosa o el caucho, y sintéticas, como el polietileno o el nailon. Son la base de la materia viva y de buena parte de los materiales modernos.
¿Qué son las macromoléculas?
El prefijo griego makrós significa «grande». Se considera macromolécula a toda molécula cuya masa supera, de forma orientativa, las 10 000 u (daltons), y que está formada por cientos o miles de átomos unidos mediante enlaces covalentes. Esa gran masa explica propiedades que las moléculas pequeñas no tienen, como la viscosidad elevada de sus disoluciones, la capacidad de formar fibras y películas o, en las biológicas, la de adoptar formas tridimensionales muy específicas.
El concepto lo defendió el químico alemán Hermann Staudinger en la década de 1920, cuando muchos científicos pensaban que sustancias como el caucho eran simples agregados de moléculas pequeñas. Sus estudios sobre la polimerización le valieron el Premio Nobel de Química de 1953.
Cómo se forman: polimerización
Una macromolécula se construye uniendo monómeros uno tras otro. Hay dos mecanismos principales:
- Polimerización por adición: los monómeros, con dobles enlaces, se suman sin perder átomos. El polietileno se forma así a partir del eteno.
- Polimerización por condensación: cada unión libera una molécula pequeña, casi siempre agua. Así se forman las proteínas, los polisacáridos y el nailon.
El proceso inverso, la rotura de la cadena con ayuda del agua, es la hidrólisis, que ocurre en la digestión cuando descomponemos proteínas y almidón en sus unidades básicas. Las macromoléculas formadas por repetición de monómeros se estudian con más detalle como polímeros.
Macromoléculas biológicas
Los seres vivos fabrican cuatro grandes familias de biomoléculas, tres de las cuales son verdaderos polímeros:
| Familia | Monómero | Enlace | Funciones | Ejemplos |
|---|---|---|---|---|
| Proteínas | Aminoácidos | Peptídico | Estructura, enzimas, transporte, defensa | Colágeno, hemoglobina, insulina |
| Ácidos nucleicos | Nucleótidos | Fosfodiéster | Almacenar y transmitir la información genética | ADN, ARN |
| Polisacáridos | Monosacáridos (glucosa) | Glucosídico | Reserva de energía, estructura | Almidón, glucógeno, celulosa |
| Lípidos | Ácidos grasos y glicerol (no forman cadenas covalentes largas) | Éster | Reserva energética, membranas, hormonas | Triglicéridos, fosfolípidos |
Los lípidos se incluyen a menudo entre las macromoléculas por su tamaño y su papel biológico, aunque no son polímeros en sentido estricto: se agrupan por interacciones no covalentes y no por repetición de una unidad. El ADN humano, por su parte, es una de las macromoléculas más grandes que existen: cada cromosoma contiene una sola molécula de ADN de decenas a cientos de millones de pares de bases.
Macromoléculas sintéticas y naturales no biológicas
- Polietileno: el plástico más producido del mundo; bolsas, envases, tuberías.
- Nailon: poliamida para fibras textiles y piezas mecánicas.
- PVC (policloruro de vinilo): tuberías, perfiles de ventanas, cables.
- Teflón (politetrafluoroetileno): recubrimiento antiadherente.
- Caucho natural: polímero del isopreno, extraído del látex del árbol del caucho.
- Silicona: polímero con cadenas de silicio y oxígeno, flexible y resistente al calor.
Propiedades generales
- Gran masa molecular y tamaño: por eso dispersan la luz y forman coloides al disolverse.
- Baja volatilidad: no se evaporan y suelen descomponerse antes de hervir.
- Estructura variable: lineal, ramificada o reticulada, lo que cambia su rigidez y su solubilidad.
- Estructura tridimensional: en las proteínas y los ácidos nucleicos, el plegamiento determina la función.
Ejercicios resueltos
1. Una muestra de polietileno tiene una masa molar media de 28 000 g/mol. ¿Cuántas unidades de etileno (–CH₂–CH₂–, 28 g/mol) contiene cada cadena? (C = 12; H = 1.)
Grado de polimerización = masa de la cadena / masa del monómero = 28 000 / 28 = 1000 unidades.
2. Una proteína tiene 250 aminoácidos en una sola cadena. ¿Cuántos enlaces peptídicos tiene y qué masa aproximada posee, si el aminoácido medio pesa 110 u una vez incorporado?
En una cadena lineal hay un enlace menos que unidades: 250 − 1 = 249 enlaces peptídicos. Masa ≈ 250 × 110 = 27 500 u (unos 27,5 kDa).
3. Dos moléculas de glicina (C₂H₅NO₂, M = 75,07 g/mol) se unen en un dipéptido con pérdida de una molécula de agua (M = 18,02 g/mol). ¿Cuál es la masa molar del dipéptido?
2 × 75,07 − 18,02 = 150,14 − 18,02 = 132,12 g/mol.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre macromolécula y polímero?
Un polímero es una macromolécula formada por la repetición de unidades llamadas monómeros. Casi todas las macromoléculas son polímeros, pero algunas, como ciertos lípidos, son grandes sin ser una cadena repetitiva.
¿Cuáles son las cuatro macromoléculas biológicas?
Las proteínas, los ácidos nucleicos, los carbohidratos (polisacáridos) y los lípidos. Todas son imprescindibles para la estructura, la energía y la información de las células.
¿Cómo se unen los monómeros?
Mediante enlaces covalentes que, en los seres vivos, se forman en reacciones de condensación con pérdida de agua: peptídico en proteínas, glucosídico en polisacáridos y fosfodiéster en ácidos nucleicos.
¿Por qué el ADN se considera una macromolécula?
Porque está formado por millones de nucleótidos unidos en dos cadenas largas. Una sola molécula de ADN de un cromosoma humano contiene decenas a cientos de millones de pares de bases.
¿Las macromoléculas sintéticas se degradan?
Muchas lo hacen con gran lentitud, porque los microorganismos no tienen enzimas para romper sus enlaces. Por eso los plásticos persisten décadas o siglos en el medio ambiente, y se investigan polímeros biodegradables.
Referencias
- Nelson, D. L. y Cox, M. M. Lehninger. Principios de bioquímica. Omega.
- Berg, J. M., Tymoczko, J. L. y Stryer, L. Bioquímica. Reverté.
- Carraher, C. E. Introducción a la química de los polímeros. Reverté.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Macromoléculas». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/macromoleculas/
