POLÍMEROS NATURALES Y SINTÉTICOS

POLÍMEROS ALGUNOS EJEMPLOS:

POLIETILENO: BOLSAS PLÁSTICAS, BOTELLAS, JUGUETES.

POLIPROPILENO: TELAS, TAPICERÍA, ALFOMBRAS, RECUBRIMIENTOS.

POLIESTIRENO: ESPUMAS PLÁSTICAS, VASOS, JUGUETES, PLUMAVIT, AISLANTES.

PVC: ENVOLTURAS PLÁSTICAS, MANGUERAS PARA JARDÍN, PLOMERÍA.

TEFLÓN: AISLANTE ELÉCTRICO, ANTIADHERENTE PARA UTENSILIOS DE COCINA (SARTENES). NYLON: SEDA, LANA, POLIAMIDAS, FIBRAS, INDUSTRIA TEXTIL.

POLIÉSTER: ROPA, CONFECCIONES, MYLAR, GENERACIÓN DE CINTAS PARA AUDIO Y VIDEO.

CURSO: QUÍMICA MENCIÓN MATERIAL QM N°12

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POLÍMEROS INTRODUCCIÓN En términos generales, a las moléculas que presentan masas superiores a 10.000 u.m.a se les conoce como macromoléculas (del griego makros, que significa “grande” o “largo”). Cuando una macromolécula se obtiene al repetirse un patrón de átomos a lo largo de la misma, se obtiene un polímero (del griego poly, que significa “muchos”, y meros, “partes”). El compuesto formado por una sola unidad de dicho patrón de átomos y a partir del cual se forma un polímero, se conoce como monómero (del griego monos, que significa “uno”). Cabe hacer notar que un polímero es tan diferente de su monómero como una larga hebra de espagueti lo es respecto a las pequeñísimas partículas de harina. Por ejemplo, el polietileno tan utilizado en la fabricación de bolsas se plástico, presenta un monómero llamado etileno que es un gas. Si para la obtención de algún polímero se utilizan dos o más monómeros distintos, entonces, se habla de copolímero. Si un polímero fluye y acepta ser moldeado, extruído o laminado, se le denomina plástico. CLASIFICACIÓN Comúnmente se utilizan dos formas de clasificación en los polímeros. Una basada en el comportamiento del polímero frente al calor y otra de acuerdo al mecanismo de obtención del polímero. De acuerdo al comportamiento del polímero frente al calor, se suelen clasificar en:

� Termoplásticos: Son aquellos que se pueden moldear por calentamiento, ya que se ablandan con el calor (caso del plastificado de documentos, fabricación de vasos, botellas, etc).

� Termofijos o Termoestables: Son aquellos que no se moldean por calentamiento, ya

que más bien se descomponen químicamente con la acción del calor (caso de los pegamentos epóxidos).

De acuerdo a la forma de obtención de los polímeros se clasifican en dos grandes grupos:

� Polímeros de Adición: Son aquellos que se obtienen de monómeros que poseen al menos un enlace doble y son derivados del etileno, CH2=CH2.

� Polímeros de Condensación: Son aquellos que se forman a partir de monómeros

polifuncionales, y durante su formación se produce la eliminación de una molécula pequeña, por ejemplo, agua, metano, etc.

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POLÍMEROS DE ADICIÓN En la polimerización por adición, las unidades de construcción o monómeros se adicionan unas a otras de tal manera que el producto polimérico contiene a todos los átomos de los monómeros iniciales. Para lograr esto es necesario que el monómero inicial presente por lo menos una instauración. Hay muchos polímeros de adición, y además, muy conocidos. Casi la mayoría de ellos se obtienen a partir de monómeros derivados del etileno (CH2=CH2), en los cuales uno o más átomos de hidrógeno han sido reemplazados por otro átomo o grupo. La sustitución de uno de los átomos de hidrógeno por un grupo metilo da el monómero propeno (CH2=CH-CH3), también conocido como propileno. Algunos polímeros de Adición:

CH2H2C

CHH2C

CHH2C

CHH2C

CHH2C

CHH2C

CH3

Cl

CN

O C

O

CH3

H2C CCl2

F2C CF2

CH2C OC

O

CH3

CH3

C C

H

H H

n

C C

H

H H

nCH3

C C

H

H H

n

H

C C

H

H H

nCl

C C

H

H Cl

nCl

C C

F

F F

nF

Monómero Polímero Nombre Usos

Polietileno

Polipropileno

Poliestireno

Cloruro de polivinilo (PVC)

Bolsas de plàstico,juguetes, aislantes eléctricos

Alfombras para interiores yexteriores, botellas, maletas

Muebles de im itación de m adera,aislantes de espuma plástica, vasos,juguetes, materiales de empaque

Envolturas de plástico,im itación de cuero, plomería,mangueras para jardín,losetas para pisos

Cloruro de polivinilideno

(sarán)

Envolturas para alim entos,cubiertas para asientos

Politetrafluroetileno(teflón)

Recubrim iento antiadherentepara utensilios de cocina,aislantes eléctricos

C C

H

H H

nCN

C C

H

H H

nO C

O

CH3

C C

H

H CH 3

nOC

O

CH3

Poliacrilonitrilo(orión, acrilán, creslán, dylen)

Estambres, pelucas, pinturas

Acetato de polivinilo

Adhesivos, recubrimientostextiles, resinas para gomade m ascar, pinturas

Polimetacrilatode metilo

Sustituto del v idrio,bolas de boliche

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Aplicaciones comerciales Polietileno Es un polímero termoplástico que se fabrica de alta y baja densidad. El de alta densidad es parcialmente cristalino y se utiliza en la fabricación de objetos plásticos, tales como juguetes, botellas, gabinetes de radio y televisión. El de baja densidad, es amorfo y se emplea para hacer bolsas y como aislante térmico. Contra lo que podría pensarse, las películas para envolver los alimentos y mantenerlos frescos se hacen con polietileno de alta densidad, que es menos permeable, y por lo tanto conserva mejor la humedad natural de los alimentos. n CH2=CH2 → [-CH2-CH2-] n eteno polietileno (etileno) Polipropileno Es un material plástico resistente que se moldea para fabricar maletas de casco duro y en la fabricación de cajas de batería. Si el polipropileno se convierte en fibras, se utiliza en telas de tapicería y alfombras.

CH2=CH-CH3 -CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH- | | | | CH3 CH3 CH3 CH3

Propileno Polipropileno

Poliestireno Es un polímero que se utiliza para la fabricación de vasos transparentes “desechables” y, con la adición de color y cargas, se utiliza para manufacturar juguetes de bajo costo y artículos para el hogar. Cuando se insufla un gas en el poliestireno líquido, éste forma una espuma y al endurecerse se convierte en la conocida espuma sólida (plumavit o aislapol) con la que se hacen vasos desechables, moldes de embalajes y planchas que se utilizan extensamente como aislantes en las viviendas.

CH2=CH

CH2-CH CH2-CH CH2-CH CH2-CH

ESTIRENO POLIESTIRENO

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Polímeros de vinilo Se utiliza en la fabricación de un material sintético resistente parecido al cuero natural, en la fabricación de botellas plásticas irrompibles, en la fabricación de pisos duraderos, en la fabricación de materiales ligeros de plomería e inoxidables. El cloruro de polivinilo (PVC) tiene todas estas aplicaciones y muchas más.

CH2=CH-Cl -CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2- Cloruro de vinilo | | | | Cl Cl Cl Cl Cloruro de polivinilo (PVC)

Hay que hacer notar que el gas cloruro de vinilo (monómero) es carcinógeno. Varias personas que trabajaron muy de cerca con este compuesto desarrollaron más tarde un tipo de cáncer que se conoce como angiosarcoma. Teflón Cuando el compuesto tetrafluoroetileno (TFE) se polimeriza se obtiene el Politetrafluoroetileno (PTFE) o teflón. Debido a que los enlaces C-F son excepcionalmente fuertes y resistentes al calor y a los agentes químicos, el teflón es un material resistente, poco reactivo y no inflamable. Este polímero se utiliza en recubrir utensilios de cocina como sartenes, pailas y olas, ya que les confiere la propiedad de antiadherentes.

CF2=CF2 -CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2- Tetrafluoroetileno Politetrafuoroetileno o teflón

Caucho Natural y Sintético Aunque el caucho es un polímero de origen natural, se estudia entre los polímeros sintéticos porque tuvo mucho que ver con el desarrollo de la industria de los polímeros sintéticos. Durante la Segunda Guerra Mundial Japón cortó el suministro de caucho natural de Malasia e Indonesia para los aliados. La búsqueda de sustitutos sintéticos dio por resultado mucho más que un sustituto sintético del caucho. En gran medida, la industria de los plásticos surgió de la búsqueda del caucho sintético. El caucho natural se obtiene del látex o savia del árbol del caucho o hevea brasiliensis. El método tradicional de extracción del caucho consiste en hacer una incisión en “V” a través de la cual fluye el caucho que es recogido y secado al fuego teniendo como base una estaca la cual se humedece y se seca en un proceso repetitivo hasta que la masa del caucho compacta adquiere un tamaño adecuado.

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El caucho natural es un polímero de adición correspondiente a la polimerización del 2-metil 1,3-butadieno o isopreno. La cantidad de monómeros varía entre 1.000 y 5.000 unidades.

CH3

C C

H

CH2H2C

CH3

C C

H

CH2H2C

CH3

C C

H

CH2H2C

CH3

C C

H

CH2H2C

Isopreno Caucho Natural Los cauchos sintéticos o artificiales se obtienen a partir del butadieno y derivados del mismo. Por ejemplo, a partir del cloropreno se puede fabricar el policloropreno o Neopreno, el cual presenta mejor resistencia a los aceites y a la gasolina que otros elastómeros (materiales que se alargan y recuperan su forma).

n CH2=C-CH=CH2 → [ -CH2-C=CH-CH2- ]n | | Cl Cl Cloropreno Neopreno

Otro ejemplo es el polibutadieno que se fabrica a partir del monómero butadieno (1,3-butadieno)

n CH2=CH-CH=CH2 → [ -CH2-CH=CH-CH2-] n Butadieno Polibutadieno

Este polímero presenta una regular resistencia a la tensión y poca resistencia a la gasolina y a los aceites, lo cual lo limita en su utilización en la fabricación de neumáticos para automóviles (que es el uso principal de los elastómeros). Otro ejemplo de los cauchos sintéticos nos servirá para conocer la copolimerización. En este caso el copolímero está formado por dos monómeros distintos. El caucho de estireno-butadieno (SBR, por sus siglas en inglés, caucho:rubber) es un copolímero de 25% de estireno y 75% de butadieno. Un segmento de una molécula de SBR tendría más o menos este aspecto:

CH2CH=CHCH2 CH2CH=CHCH2CH2 CH CH2CH=CHCH2

Unidad de Butadieno

Unidad de Estireno

Unidad de Butadieno

Unidad de Butadieno

Este polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la abrasión que el caucho natural, pero sus propiedades mecánicas son menos satisfactorias.

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Vulcanización El caucho natural es de poca aplicación por su gran elasticidad, poca dureza y alto desgaste. Para elaborar distintas piezas como suelas de zapato, mangueras, llantas, etc. Hay que aumentar su resistencia al desgaste y disminuir su elasticidad. Para lograr esto, se aprovechan los dobles enlaces que quedan en la molécula de poliisopreno (caucho) y se hacen reaccionar con azufre para enlazar moléculas vecinas. H3C H3C S \ \ / …-CH2-C=CH-CH2-… … -CH2-C-CH-CH2-... + x S → / H3C H3C S \ \ / …-CH2-C=CH-CH2-… …-CH2-C-CH-CH2-... \ S \ S Las moléculas de cadena larga que constituyen el caucho se pueden enroscar, torcer y entrelazar unas con otras. El alargamiento del caucho corresponde al enderezamiento de las moléculas retorcidas: El caucho natural es suave y pegajoso cuando está caliente, pero se puede endurecer haciéndolo reaccionar con azufre. Este proceso llamado vulcanización, forma enlaces cruzados entre los carbonos insaturados de los hidrocarburos por medio de átomos de azufre. El descubridor de la vulcanización como proceso fue Charles Goodyear quien lo patentó en 1844. La estructura tridimensional del caucho vulcanizado con estos enlaces cruzados de azufre, le aporta mayor dureza y resistencia, ideal para ser utilizada en los neumáticos de los automóviles. Sorprendentemente, la formación de enlaces cruzados también mejora la elasticidad del caucho. Con una adecuada cantidad de enlaces cruzados, las cadenas individuales todavía mantienen una relativa facilidad de enrollarse y alargarse, los enlaces cruzados tiran las cadenas y las hacen regresar a su disposición inicial. El caucho utilizado con fines industriales contiene de 1 a 2% de azufre, si su contenido de azufre es del 3% o más, es lógico pensar entonces que el caucho formará mayor cantidad de enlaces cruzados y adquiriría una estructura casi rígida, sin ninguna elasticidad, obteniéndose así un caucho duro que se conoce con el nombre de ebonita.

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POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN En un polímero de adición, todos los átomos de las moléculas del monómero quedan incorporadas en el polímero. En cambio, en un polímero de condensación una parte de las moléculas del monómero no se incorpora al polímero final. Comúnmente, durante la polimerización por condensación se expulsa una molécula pequeña, por ejemplo, agua. Nylon Existen varios tipos diferentes de nylon que se preparan a partir de un monómero o de varios monómeros diferentes, pero todos ellos comparten algunas características estructurales comunes. Nylon 6 El monómero de este nylon es un ácido carboxílico con un grupo amino en el sexto átomo de carbono, el ácido 6-aminohexanoico. La polimerización consiste en la reacción del grupo carboxilo de una molécula de monómero con el grupo amino de otra molécula. Esta reacción produce un enlace amida que une a las moléculas de monómeros formando el polímero, en este caso una poliamida. En esta reacción se desprende una molécula de agua como producto secundario. Nylon 66 Poliamida con monómeros diferentes descubierto en 1937. En este caso un monómero contiene dos grupos amino (1,6-hexanodiamina) y el otro monómero tiene dos grupos carboxilo (ácido hexanodioico o ácido adípico), el producto es también una poliamida similar al nylon 6. La seda y la lana que son fibras de proteínas, son poliamidas naturales. Dacrón Polímero de condensación formado por etilenglicol (1,2-etanodiol) con el ácido tereftálico o ácido 1,4 bencenodicarboxílico). Los grupos hidroxilo del alcohol reaccionan con los grupos carboxílo del ácido formando un poliéster. Si este poliéster se fabrica en forma de película en lugar de fibra, recibe el nombre de Mylar. La cinta de Mylar, con un recubrimiento magnético, se usa en la fabricación de casetes para audio y video. Baquelita Retrocediendo en el tiempo, la baquelita fue el primer polímero sintético. Esta resina de fenol-formaldehído fueron sintetizadas por Leo Baekeland y patentada el 1909. La reacción se lleva a cabo en dos etapas: el formaldehído se adiciona en primer término a las posiciones 2 y 4 de la molécula de fenol. Las moléculas sustituídas reaccionan a continuación con expulsión del agua. Este enlazamiento continúa hasta formar una red extensa.

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O H

O H

O H

O H O H

O H

O H

O H

O H

C H 2

C H 2 C H 2

CH 2 C H 2

C H 2

CH 2

C H 2 C H 2

Res ina de Feno l-Fo rm aldeh ído Otros polímeros de condensación son: Policarbonatos Polímeros duros y translúcidos como el vidrio que tienen la resistencia suficiente para usarse en ventanas a prueba de balas, también se usan en la fabricación de cascos protectores.

Poliuretanos Son elastómeros de estructura similar a la del nylon, pero en lugar de la estructura –NH-CO- aparece una del tipo –NH-CO-O- Estos polímeros de usan especialmente como espuma de relleno (espuma de poliuretano) para cojines, colchones y muebles acojinados.

Resinas Epóxicas Constituyen excelentes recubrimientos de superficies y son poderosos adhesivos. Los adhesivos epóxicos tienen dos componentes que se mezclan antes de usarse. Se forman enlaces cruzados entre las cadenas de polímeros, y de esta manera la unión es muy fuerte.

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AMINOÁCIDOS Los aminoácidos son compuestos que poseen la función amina ( -NH2 ) y la función ácido o grupo carboxilo (-COOH ) en su estructura. En condiciones adecuadas, los aminoácidos pueden reaccionar originando moléculas cada vez más grandes hasta adquirir la categoría de polímeros. Los α - aminoácidos son los más importantes biológicamente, ya que de su reacción se obtienen las proteínas. Un α - aminoácido es aquel que posee un grupo amino (-NH2) y el grupo carboxílo (-COOH) unido al mismo átomo de carbono. Estructura de un aminoácido tipo: R - CH - COOH | NH2 Existen unos 20 aminoácidos naturales conocidos, que se diferencian en el sustituyente R, de los cuales 8 de ellos son considerados esenciales, esto es, deben ser ingeridos en la dieta ya que no son sintetizados por el organismo. AMINOÁCIDOS (en negrita los esenciales)

Gli Glicina Cis Cisterna Ala Alanina Met Metionina Val Valina Trp Triptofano Leu Leucina Tir Tirosina Ile Isoleucina Gln Glutamina Fen Fenilalanina Asp Ácido Aspártico Pro Prolina Glu Ácido Glutámico Ser Serina Lis Lisina Tre Treonina Arg Arginina Asn Asparagina His Histidina

Enlace Peptídico

Las proteínas son poliamidas. El enlace de las amidas (-CONH-) se denomina enlace peptídico cuando une a dos unidades de aminoácidos.

H3N+ CH

R

C

O

NH CH

R

C

O

Enlace Peptídico

O-

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Se observa que al aparecer un grupo amino activo a la izquierda y un grupo carboxilo a la derecha, estos pueden seguir reaccionando para unir más unidades de aminoácidos. Este proceso puede continuar hasta lograrse la unión de miles de unidades de aminoácidos para formar una molécula gigante de un polímero llamado proteína.

H3N+ CH

R

C

O

NH CH

R

C

O

NH CH

R

C

O

NH CH

R

C

O

NH CH

R

C

O

n

Amino Carboxilo

O-

Cuando se unen tan sólo dos aminoácidos, se forma un dipéptido

H3N+ CH2 C

O

NH CH C

O

CH2

O-

Glicilfenilalanina (un dipéptido)

Cuando se unen tres unidades de aminoácidos, se denomina un tripéptido

H3N+ CH C

O

NH CH C

O

CH3CH2OH

NH CH C

O

O-

CH2SH

Serilalanilcisteína (un tripéptido)

Una molécula con más de 10 unidades de aminoácidos se llama simplemente un polipéptido y, cuando el peso molecular del polipéptido es mayor que 10.000, se denomina proteína. La diferencia entre polipéptido y proteína es arbitraria y no siempre se aplica con precisión.

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Secuencia de aminoácidos Cuando los científicos describen péptidos o proteínas se les facilita el indicar la secuencia de aminoácidos utilizados a través de abreviaturas Ejemplos. Glicilalanina: Gli-Ala Alanilglicina: Ala-Gli PROTEÍNAS Las proteínas son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres vivos. Son verdaderamente especiales, por ser las sustancias centrales en casi todos los procesos biológicos. Las enzimas, por ejemplo, son proteínas que permiten y controlan casi todas las reacciones químicas en los sistemas vivos. Junto a los lípidos, las proteínas son componentes estructurales de las membranas celulares. Las proteínas de las membranas ayudan a transportar sustancias a través de la doble capa lipídica y trabajan como sitios receptores de los neurotransmisores y de las hormonas. Las proteínas son responsables del soporte estructural y del movimiento del cuerpo humano. El tejido conectivo está formado por fibras proteínicas fuertes que ayudan a unir la piel y el hueso. Los tejidos musculares están formados por proteínas. Las proteínas participan en el transporte y almacenamiento de iones y moléculas, por ejemplo, llevar el oxígeno de los pulmones a las células. La proteínas llamadas inmunoglobulinas constituyen una de las líneas de defensa más importante contra agentes infecciosos. Tal diversidad de roles que constituyen estos polímeros de condensación de aminoácidos denominadas proteínas, las transforman en un pilar químico de la materia viva. Estructura de las proteínas

Se conocen cuatro niveles de organización: La estructura primaria de una molécula de proteína corresponde a su secuencia de aminoácidos. Esta estructura se mantiene unida por los enlaces peptídicos entre las moléculas de aminoácidos. En otras palabras, esta estructura indica la clase y orden de los aminoácidos en la molécula.

Asp-Arg-Val-Tir-Ile-His-Pro-Fen Estructura primaria de la angiotensina II, un octapéptido que se produce en los riñones que causa fuerte constricción de los vasos sanguíneos.

La estructura secundaria de una proteína se refiere a la disposición de las cadenas alrededor de un eje. Esta disposición podría ser de lámina plegada (como en la seda), o de hélice (como la lana). Esta estructura es la forma que adquiere la cadena debido a los puentes de hidrógeno entre grupos amídicos.

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Estuctura secundaria de una proteína. Hélice (α) y lámina plegada(β)

La estructura terciaria de una proteína se refiere a las relaciones espaciales de las unidades de aminoácido que están relativamente separadas unas de otras en la cadena proteica. Esta es la forma que adquiere una proteína debido a las relaciones que se establecen entre los grupo R-libres de los diferentes aminoácidos.

Estructura terciaria de una proteína

Cuatro diferentes tipos de interacciones que se establecen en la estructura terciaria de una proteína.

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Hay un cuarto nivel de organización, la estructura cuaternaria que se presenta sólo en las proteínas que presentan más de una cadena polipeptídica.

La estructura cuaternaria de la hemoglobina

(presenta cuatro cadenas enroscadas, apiladas en una disposición tetraédrica)

Clasificación de Proteínas

� Las proteínas se clasifican en simples o conjugadas, dependiendo de su constitución.

� Las simples son aquellas que por hidrólisis producen únicamente α -aminoácidos.

� Las conjugadas son aquellas que por hidrólisis producen aminoácidos u otras sustancias como monosacáridos, ácidos nucleicos y lípidos.

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Proteínas Simples I. GLOBULARES

• Globulinas Son indispensables para la defensa contra las infecciones y son denominadas gama- globulinas. • Albúminas Se encuentran en los huesos y en la sangre donde sirven como sistema buffer, para mantener el pH constante, pues las variaciones del pH pueden causar la muerte, también sirven como reguladores de la presión osmótica, impidiendo la destrucción de los glóbulos rojos y demás células sanguíneas. • Histonas Son proteínas básicas, que están asociadas a los ácidos nucleicos.

II. FIBROSAS

• Colágenos Proteínas en tejidos conectivos como tendones, ligamentos, Se encuentran también en los huesos y dientes • Elastinas Son también componentes de tejido conectivo y se diferencian a los colágenos porque las elastinas no se convierten en gelatina al calentarse. Son componentes de los vasos sanguíneos, son elásticas y se pueden alargar. • Queratinas Proteínas fibrosas que se encuentran en el pelo, la piel, la uñas, las plumas, el algodón y la lana.

Proteínas Conjugadas

• Glicoproteínas Contienen un carbohidrato como grupo no proteico (grupo prostético). Por ejemplo, la mucina de la saliva. • Lipoproteínas Poseen un lípido como grupo prostético. Se encuentran en la cubierta de los nervios, membranas celulares, núcleo y ribosoma. Por ejemplo, γ-globulina presente en el suero. • Hemoproteínas (Cromoproteínas) Poseen un grupo prostético coloreado. Por ejemplo, la hemoglobina. • Nucleoproteínas Están asociadas con los ácidos nucleicos.

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De acuerdo a su función, las proteínas pueden ser: Estructurales Ejemplos:

• Colágeno: fundamental en la piel, huesos y cartílagos. • Lipoproteínas: básica en las membranas celulares.

Contráctiles Ejemplos:

• Actina y miosina: proteínas musculares Hormonas (mensajero químico) Ejemplo:

• Insulina: introduce glucosa a las células. Catalizadores Ejemplo:

• Enzimas: regulan las reacciones químicas en los seres vivos. Factores de coagulación sanguínea Ejemplo:

• Fibrinógeno y otros factores de coagulación. Proteínas de defensa Ejemplo:

• Anticuerpos y globulinas. Proteínas transportadoras Ejemplos:

• Albúmina: transporte de la bilirrubina. • Hemoglobina:encargadas del transporte del oxígeno.

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Proteínas de mantenimiento Ejemplo:

• Aquellas dedicadas al mantenimiento del pH y de la presión osmótica. Desnaturalización de proteínas Es la pérdida de las estructuras de la proteínas, este efecto es originado por un agente externo como el calor, un ácido, una base, una sal o una radiación ultravioleta. En ocasiones, en la desnaturalización, se rompen enlaces covalentes haciendo irreversible el proceso de regresar a la estructura u organización original. La desnaturalización de las proteínas por calentamiento es una de las más viejas prácticas empleadas en la cirugía para desinfectar los instrumentos (en este caso las proteínas desnaturalizadas son las de las bacterias). Las proteínas desnaturalizadas son imposibles de cristalizar y cambiar sus propiedades físicas y su función biológica comparativamente con la proteína original. Para que una proteína presente algún valor alimenticio debe experimentar el proceso de desnaturalización, este proceso va seguido de la coagulación de la proteína, formando una masa sólida e insoluble y biológicamente inactiva.

Ácido Desoxirrubonucleico (ADN) En 1953, Watson, Crack, Franklin y Wilkins, fueron los primeros científicos en identificar la estructura correcta de la molécula de ADN. El DNA es una cadena de nucleótidos que se encuentra en el núcleo de la célula: guarda la información genética siguiendo un código que depende de la colocación de las bases nitrogenadas. Cromatina: la cromatina es el mismo ADN, cuando la célula se va a dividir, la cromatina se duplica y luego se rompe en fragmentos llamados cromosomas.

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Los cromosomas están formados por unidades llamadas genes, que son los responsables de transportar la información genética En la estructura del ADN , se van conectando los diferentes nucleótidos mediante enlaces 3’ y 5’. En la conformación de ADN intervienen nucleótidos de Adenina, Timina, Guanina y Citosina.

Las dos cadenas de polinucleótidos van en sentidos opuetos en una molécula de ADN . En cada extremo de una molécula de ADN se encuentra el extremo 5’ de una cadena y el extremo 3’ de la otra. Las cadenas de polinucleótidos que van en sentidos opuestos se denominan cadenas antiparalelas.

Si se torciera una escalera flexible, tomaría la forma de una molécula de ADN. Los peldaños de la escalera serían análogos a los pares de bases y los soportes serían análogos a las unidades alternantes de desoxirribosa y fosfato S = azúcar desoxirribosa P= grupo fosfato A= adenina G= guanina C= citosina T= timina

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Replicación de ácidos desoxirribonucleicos Las moléculas de ADN pueden presentar una reacción catalizada por enzimas en ellas producen duplicados exactos de si mismos. Tal reacción es única entre las moléculas y se denomina replicación del ADN. La replicación de moléculas de ADN es necesaria para todos los seres vivos En las secuencias de las bases de los nucleótidos de las moléculas de ADN, se encuentra toda la información hereditaria de un organismo. Cuando las células se dividen, debe existir algún medio por el cual la información hereditaria de la célula progenitora se transfiere a las dos células descendientes. La replicación del ADN es catalizada por el ADN polimerasa y comienza cuando los enlaces de hidrógeno entre los pares complementarios de bases se rompen. La molécula de ADN se separa de forma similar a como se abre un cierre eclaire Dentro del fluido que rodea a la molécula de ADN se encuentran moléculas libres de trifosfato de desoxinucleósido, incluyendo dATP, dGTP. dCTP y dTTP. Bajo la dirección del ADN polimerasa, las moléculas de trifosfato de desoxinucleósido son llevadas hacia las bases que están expuestas después de que la molécula de ADN comienza a desenvolverse. Una base de adenina en la molécula de ADN forma enlaces de hidrógeno con una base de timina complementaria que forma parte del desoxinucleótido libre. Una base de guanina de la molécula de ADN forma enlaces de hidrógeno con su base complementaria de citosina y así sucesivamente. Por lo tanto, cada cadena se une a su complemento y produce una réplica exacta de la cadena a la cual estaba originalmente unida.

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Replicación del ADN Identificación por ADN En 1985 el biólogo británico Alec Jeffreys inventó una técnica y acuñó el término “identificación por ADN” (DNA fingerprinting) Al igual que la huellas dactilares, el ADN de una persona es único para ese individuo. Cualquier célula (de la piel, sangre, semen, saliva, etc.) puede proporcionar la muestra de ADN necesaria. Las muestras de ADN de un sospechoso se comparan con el ADN de pistas halladas en la escena del crimen. La técnica es intrincada y requiere varios pasos químicos. En el paso final, una “huella” se representa como una serie de barras horizontales parecidas a los códigos de barras de la mercancía que se vende en los supermercados. La identificación por ADN es un importante avance en la investigación forense. Se han resuelto varios casos de crímenes con esta tecnología. Además, dado que los hijos heredan la mitad de su ADN de cada padre, la identificación por ADN se ha utilizado para establecer la paternidad de un hijo cuyo origen está en disputa. Se asegura que la probabilidad de acertar en tales casos es excelente, de al menos 100.000 a 1.

El Proyecto Genoma Humano (PGH)

Tiene como principal objetivo secuenciar todo el ADN del Homo sapiens . El primer borrador se hizo público en junio del 2000 y este mes de abril se anunció que está listo el 99,99% del mapa genético del hombre. La segunda tarea es conocer los genes normales, sus características y el producto que sintetizan. Y la tercera meta es identificar los genes que tienen relación con enfermedades, como por ejemplo, diferentes tipos de cáncer (de mama, próstata o colon), mal de Alzheimer, cardiopatías congénitas, entre otras.

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TEST EVALUACIÓN MÓDULO 12 1. Es una característica propia de los polímeros termoplásticos A) no pueden ser moldeados por calentamiento B) se descomponen químicamente por la acción del calor C) son aquellos que se obtienen de monómeros que poseen un doble enlace D) son aquellos que en su polimerización generan la eliminación de una molécula pequeña E) Son moldeables por calentamiento ya que se ablandan con el calor 2. El polipropileno (PP) y el policloruro de vinilo (PVC) son polímeros que en la actualidad

generan gran demanda de consumo. Los respectivos monómeros son A) H2C = CH2 y H2C = CH B) C) H2C = CH – CH3 y H2C = CH – Cl D) E) 3. “Polímero termoplástico que se fabrica de alta y baja densidad, parcialmente cristalino y útil en

la fabricación de juguetes, botellas, gabinetes de radio y TV, inclusive en la confección de bolsas y como aislante térmico”… El polímero definido es

A) polipropileno (PP) B) policloruro de vinilo (PVC) C) poliestireno (PS) D) polietileno (PE) E) politetrafluoretileno (Teflón) 4. Respecto al caucho natural es incorrecto afirmar: A) se obtiene del látex o savia del árbol del caucho B) corresponde a un polímero de adición C) su monómero es el isopreno (2 metil 1,3 –Butadieno) D) un derivado sintético directo del caucho es el neopreno E) la dureza (rigidez) y su resistencia a la elasticidad hacen del caucho natural un polímero de

gran aplicación industrial

CH = CH2 y H2C = CH – Cl

CH = CH2 y H2C = CH2

H2C = CH – Cl y F – C = C – F

F F

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5. Cual de los siguientes pares de polímeros son de condensación I) policarbonato y poliester II) dracón y baquelita III) poliuretano y caucho natural A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) I, II y III 6. El nylon 66 es un polímero descubierto en 1937. Está formado por un monómero con dos

grupos amino (1,6 hexano diamina) y un segundo monómero con dos grupos carboxilos (ácido hexanodioico)

Respecto a sus características, señale la correcta I) el nylon 66 es una poliamida II) es un polímero de condensación III) la seda y la lana son ejemplos de estas poliamidas A) Sólo I B) I y II C) II y III D) I y III E) I, II y III 7. Respecto a las proteínas, es erróneo afirmar que A) Son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres vivos B) Las enzimas son ejemplos de proteínas C) Son componentes estructurales de las membranas celulares D) El tejido conectivo y muscular está formado por proteínas E) Todas las proteínas son enzimas 8.

I. Proteínas globulares a) Colágeno II. Proteínas fibrosas b) Lipoproteínas III. Proteínas conjugadas c) Histonas

Relacionando cada ejemplo con su respectiva clasificación se deduce A) Ia – IIb - IIIc B) Ic – IIb – IIIa C) Ic – IIa – IIIb D) Ib – IIc - IIIa E) Ib – IIa – IIIc

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9. Cual de las siguientes funciones no corresponde a la realizada por una proteína A) estructural B) hormonal C) catalizadora D) defensa E) vitamína 10. La unidad básica y estructural de un ácido nucleico es el nucleótido, estructura compleja

formada por: A) azúcar, base nitrogenada y un grupo fosfato B) una proteína, ATP y un grupo fosfato C) un aminoácido, base nitrogenada y cromatina D) un fosfolípido, una proteína globular y ATP E) un ácido graso, una proteína fibrosa y una base nitrogenada

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