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Guía polímeros
 

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    Guía polímeros Guía polímeros Document Transcript

    • CURSO: QUÍMICA MENCIÓNMATERIAL QM N°12 POLÍMEROS NATURALES Y SINTÉTICOS POLÍMEROSALGUNOS 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.
    • POLÍMEROSINTRODUCCIÓN En términos generales, a las moléculas que presentan masas superiores a 10.000 u.m.a seles conoce como macromoléculas (del griego makros, que significa “grande” o “largo”). Cuandouna macromolécula se obtiene al repetirse un patrón de átomos a lo largo de la misma, se obtieneun 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 seforma 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 deespagueti lo es respecto a las pequeñísimas partículas de harina. Por ejemplo, el polietileno tanutilizado en la fabricación de bolsas se plástico, presenta un monómero llamado etileno que es ungas. 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 ledenomina plástico.CLASIFICACIÓN Comúnmente se utilizan dos formas de clasificación en los polímeros. Una basada en elcomportamiento del polímero frente al calor y otra de acuerdo al mecanismo de obtención delpolímero. 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. 2
    • POLÍMEROS DE ADICIÓN En la polimerización por adición, las unidades de construcción o monómeros se adicionanunas a otras de tal manera que el producto polimérico contiene a todos los átomos de losmonómeros iniciales. Para lograr esto es necesario que el monómero inicial presente por lo menosuna instauración. Hay muchos polímeros de adición, y además, muy conocidos. Casi la mayoría de ellos seobtienen a partir de monómeros derivados del etileno (CH2=CH2), en los cuales uno o más átomosde hidrógeno han sido reemplazados por otro átomo o grupo. La sustitución de uno de los átomosde hidrógeno por un grupo metilo da el monómero propeno (CH2=CH-CH3), también conocidocomo propileno.Algunos polímeros de Adición: M onóm ero Polím ero Nom bre Usos H H H 2C CH2 C C Polietileno Bolsas de plàstico, juguetes, aislantes eléctricos n H H H H H 2C CH CH3 C C Polipropileno Alfom bras para interiores y exteriores, botellas, m aletas n H CH 3 H H Muebles de im itación de m adera, Poliestireno aislantes de espum a plástica, vasos, H 2C CH C C juguetes, m ateriales de em paque n H H H Envolturas de plástico, H 2C CH Cl C C Cloruro de polivinilo im itación de cuero, plom ería, n (PVC ) m angueras para jardín, H Cl losetas para pisos H Cl C loruro de Envolturas para alim entos, H 2C C C l2 C C polivinilideno cubiertas para asientos n (sarán) H Cl F F Politetrafluroetileno R ecubrim iento antiadherente F 2C C F2 C C (teflón) para utensilios de cocina, n aislantes eléctricos F F H H Poliacrilonitrilo Estam bres, pelucas, pinturas H 2C CH CN C C (orión, acrilán, creslán, dylen) n H CN O H H Adhesivos, recubrim ientos Acetato de textiles, resinas para gom a H 2C CH O C CH3 C C polivinilo de m ascar, pinturas n H O C CH 3 O CH3 H CH 3 H 2C C C O CH 3 Polim etacrilato Sustituto del vidrio, C C de m etilo bolas de boliche n O H C O CH3 O 3
    • Aplicaciones comercialesPolietileno Es un polímero termoplástico que se fabrica de alta y baja densidad. El de alta densidad esparcialmente 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 hacerbolsas y como aislante térmico. Contra lo que podría pensarse, las películas para envolver los alimentos y mantenerlosfrescos se hacen con polietileno de alta densidad, que es menos permeable, y por lo tantoconserva 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 enla fabricación de cajas de batería. Si el polipropileno se convierte en fibras, se utiliza en telas detapicería y alfombras. CH2=CH-CH3 -CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH- | | | | CH3 CH3 CH3 CH3 Propileno PolipropilenoPoliestireno 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 artículospara el hogar. Cuando se insufla un gas en el poliestireno líquido, éste forma una espuma y alendurecerse se convierte en la conocida espuma sólida (plumavit o aislapol) con la que se hacenvasos desechables, moldes de embalajes y planchas que se utilizan extensamente como aislantesen las viviendas. CH2=CH CH2-CH CH2-CH CH2-CH CH2-CH ESTIRENO POLIESTIRENO 4
    • Polímeros de vinilo Se utiliza en la fabricación de un material sintético resistente parecido al cuero natural, en lafabricación de botellas plásticas irrompibles, en la fabricación de pisos duraderos, en la fabricaciónde materiales ligeros de plomería e inoxidables. El cloruro de polivinilo (PVC) tiene todas estasaplicaciones 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. Variaspersonas que trabajaron muy de cerca con este compuesto desarrollaron más tarde un tipo decáncer que se conoce como angiosarcoma.Teflón Cuando el compuesto tetrafluoroetileno (TFE) se polimeriza se obtiene elPolitetrafluoroetileno (PTFE) o teflón. Debido a que los enlaces C-F son excepcionalmente fuertes y resistentes al calor y a losagentes químicos, el teflón es un material resistente, poco reactivo y no inflamable. Este polímerose utiliza en recubrir utensilios de cocina como sartenes, pailas y olas, ya que les confiere lapropiedad de antiadherentes. CF2=CF2 -CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2- Tetrafluoroetileno Politetrafuoroetileno o teflónCaucho Natural y Sintético Aunque el caucho es un polímero de origen natural, se estudia entre los polímeros sintéticosporque tuvo mucho que ver con el desarrollo de la industria de los polímeros sintéticos. Durante laSegunda Guerra Mundial Japón cortó el suministro de caucho natural de Malasia e Indonesia paralos aliados. La búsqueda de sustitutos sintéticos dio por resultado mucho más que un sustitutosintético del caucho. En gran medida, la industria de los plásticos surgió de la búsqueda delcaucho sintético. El caucho natural se obtiene del látex o savia del árbol del caucho o hevea brasiliensis. Elmétodo tradicional de extracción del caucho consiste en hacer una incisión en “V” a través de lacual fluye el caucho que es recogido y secado al fuego teniendo como base una estaca la cual sehumedece y se seca en un proceso repetitivo hasta que la masa del caucho compacta adquiere untamaño adecuado. 5
    • 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. H2C CH2 H2C CH2 H2C CH2 H2C CH2 C C C C C C C C CH3 H CH3 H CH3 H CH3 H Isopreno Caucho Natural Los cauchos sintéticos o artificiales se obtienen a partir del butadieno y derivados delmismo. Por ejemplo, a partir del cloropreno se puede fabricar el policloropreno o Neopreno, el cualpresenta mejor resistencia a los aceites y a la gasolina que otros elastómeros (materiales que sealargan 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 ya 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 estecaso el copolímero está formado por dos monómeros distintos. El caucho de estireno-butadieno (SBR, por sus siglas en inglés, caucho:rubber) es uncopolímero de 25% de estireno y 75% de butadieno. Un segmento de una molécula de SBRtendría más o menos este aspecto: CH2CH=CHCH2 CH2 CH CH2CH=CHCH2 CH2CH=CHCH2 Unidad de Unidad de Unidad de Unidad de Butadieno Estireno Butadieno ButadienoEste polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la abrasión que el caucho natural, perosus propiedades mecánicas son menos satisfactorias. 6
    • Vulcanización El caucho natural es de poca aplicación por su gran elasticidad, poca dureza y altodesgaste. Para elaborar distintas piezas como suelas de zapato, mangueras, llantas, etc. Hay queaumentar su resistencia al desgaste y disminuir su elasticidad. Para lograr esto, se aprovechan losdobles enlaces que quedan en la molécula de poliisopreno (caucho) y se hacen reaccionar conazufre para enlazar moléculas vecinas. H3C H3 C S /…-CH2-C=CH-CH2-… … -CH2-C-CH-CH2-... + xS → / H3C H3 C S /…-CH2-C=CH-CH2-… …-CH2-C-CH-CH2-... S S Las moléculas de cadena larga que constituyen el caucho se pueden enroscar, torcer yentrelazar unas con otras. El alargamiento del caucho corresponde al enderezamiento de lasmoléculas retorcidas: El caucho natural es suave y pegajoso cuando está caliente, pero se puedeendurecer haciéndolo reaccionar con azufre. Este proceso llamado vulcanización, forma enlacescruzados 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 en1844. La estructura tridimensional del caucho vulcanizado con estos enlaces cruzados de azufre, leaporta 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 todavíamantienen una relativa facilidad de enrollarse y alargarse, los enlaces cruzados tiran las cadenasy las hacen regresar a su disposición inicial. El caucho utilizado con fines industriales contiene de 1 a 2% de azufre, si su contenido deazufre es del 3% o más, es lógico pensar entonces que el caucho formará mayor cantidad deenlaces cruzados y adquiriría una estructura casi rígida, sin ninguna elasticidad, obteniéndose asíun caucho duro que se conoce con el nombre de ebonita. 7
    • POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN En un polímero de adición, todos los átomos de las moléculas del monómero quedanincorporadas en el polímero. En cambio, en un polímero de condensación una parte de lasmoléculas del monómero no se incorpora al polímero final. Comúnmente, durante lapolimerización 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 devarios monómeros diferentes, pero todos ellos comparten algunas características estructuralescomunes.Nylon 6 El monómero de este nylon es un ácido carboxílico con un grupo amino en el sexto átomode carbono, el ácido 6-aminohexanoico. La polimerización consiste en la reacción del grupocarboxilo de una molécula de monómero con el grupo amino de otra molécula. Esta reacciónproduce un enlace amida que une a las moléculas de monómeros formando el polímero, en estecaso una poliamida. En esta reacción se desprende una molécula de agua como productosecundario.Nylon 66 Poliamida con monómeros diferentes descubierto en 1937. En este caso un monómerocontiene 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 oácido 1,4 bencenodicarboxílico). Los grupos hidroxilo del alcohol reaccionan con los gruposcarboxílo 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 audioy video.Baquelita Retrocediendo en el tiempo, la baquelita fue el primer polímero sintético. Esta resina defenol-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 alas posiciones 2 y 4 de la molécula de fenol. Las moléculas sustituídas reaccionan a continuacióncon expulsión del agua. Este enlazamiento continúa hasta formar una red extensa. 8
    • OH OH CH2 CH2 OH CH2 CH2 OH CH2 CH2 OH OH CH2 OH OH CH2 CH2 OH R e s in a d e F e n o l-F o rm a ld e h íd oOtros polímeros de condensación son:Policarbonatos Polímeros duros y translúcidos como el vidrio que tienen la resistencia suficiente para usarseen 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. Losadhesivos epóxicos tienen dos componentes que se mezclan antes de usarse. Se forman enlacescruzados entre las cadenas de polímeros, y de esta manera la unión es muy fuerte. 9
    • AMINOÁCIDOS Los aminoácidos son compuestos que poseen la función amina ( -NH2 ) y la función ácido ogrupo carboxilo (-COOH ) en su estructura. En condiciones adecuadas, los aminoácidos pueden reaccionar originando moléculas cadavez más grandes hasta adquirir la categoría de polímeros. Los α - aminoácidos son los más importantes biológicamente, ya que de su reacción seobtienen las proteínas. Un α - aminoácido es aquel que posee un grupo amino (-NH2) y el grupocarboxílo (-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 yaque 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 HistidinaEnlace PeptídicoLas proteínas son poliamidas. El enlace de las amidas (-CONH-) se denomina enlace peptídicocuando une a dos unidades de aminoácidos. O O H3N+ CH C NH CH C R O- R Enlace Peptídico 10
    • Se observa que al aparecer un grupo amino activo a la izquierda y un grupo carboxilo a laderecha, estos pueden seguir reaccionando para unir más unidades de aminoácidos. Este procesopuede continuar hasta lograrse la unión de miles de unidades de aminoácidos para formar unamolécula gigante de un polímero llamado proteína. O O O O O H3N+ CH C NH CH C NH CH C NH CH C NH CH C O- R R R n R R Amino Carboxilo Cuando se unen tan sólo dos aminoácidos, se forma un dipéptido O O H3N+ CH2 C NH CH C O- CH2 Glicilfenilalanina (un dipéptido) Cuando se unen tres unidades de aminoácidos, se denomina un tripéptido O O O H 3N + CH C NH CH C NH CH C O- CH 2 OH CH 3 CH 2 SH Serilalanilcisteína (un tripéptido) Una molécula con más de 10 unidades de aminoácidos se llama simplemente un polipéptidoy, cuando el peso molecular del polipéptido es mayor que 10.000, se denomina proteína. Ladiferencia entre polipéptido y proteína es arbitraria y no siempre se aplica con precisión. 11
    • Secuencia de aminoácidos Cuando los científicos describen péptidos o proteínas se les facilita el indicar la secuencia deaminoácidos utilizados a través de abreviaturasEjemplos. Glicilalanina: Gli-Ala Alanilglicina: Ala-GliPROTEÍNAS Las proteínas son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres vivos. Sonverdaderamente 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 reaccionesquímicas en los sistemas vivos. Junto a los lípidos, las proteínas son componentes estructuralesde las membranas celulares. Las proteínas de las membranas ayudan a transportar sustancias a través de la doble capalipídica y trabajan como sitios receptores de los neurotransmisores y de las hormonas. Las proteínas son responsables del soporte estructural y del movimiento del cuerpohumano. El tejido conectivo está formado por fibras proteínicas fuertes que ayudan a unir la piel yel hueso. Los tejidos musculares están formados por proteínas. Las proteínas participan en el transporte y almacenamiento de iones y moléculas, porejemplo, llevar el oxígeno de los pulmones a las células. La proteínas llamadas inmunoglobulinas constituyen una de las líneas de defensa másimportante contra agentes infecciosos. Tal diversidad de roles que constituyen estos polímeros decondensación de aminoácidos denominadas proteínas, las transforman en un pilar químico de lamateria viva.Estructura de las proteínasSe conocen cuatro niveles de organización: La estructura primaria de una molécula de proteína corresponde a su secuencia deaminoácidos. Esta estructura se mantiene unida por los enlaces peptídicos entre las moléculas deaminoácidos. En otras palabras, esta estructura indica la clase y orden de los aminoácidos en lamolécula. 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 cadenasalrededor 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 dehidrógeno entre grupos amídicos. 12
    • Estuctura secundaria de una proteína. Hélice (α) y lámina plegada(β) La estructura terciaria de una proteína se refiere a las relaciones espaciales de lasunidades 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 losgrupo 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. 13
    • Hay un cuarto nivel de organización, la estructura cuaternaria que se presenta sólo en lasproteínas 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. 14
    • Proteínas SimplesI. 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. 15
    • De acuerdo a su función, las proteínas pueden ser:EstructuralesEjemplos: • Colágeno: fundamental en la piel, huesos y cartílagos. • Lipoproteínas: básica en las membranas celulares.ContráctilesEjemplos: • Actina y miosina: proteínas muscularesHormonas (mensajero químico)Ejemplo: • Insulina: introduce glucosa a las células.CatalizadoresEjemplo: • Enzimas: regulan las reacciones químicas en los seres vivos.Factores de coagulación sanguíneaEjemplo: • Fibrinógeno y otros factores de coagulación.Proteínas de defensaEjemplo: • Anticuerpos y globulinas.Proteínas transportadorasEjemplos: • Albúmina: transporte de la bilirrubina. • Hemoglobina:encargadas del transporte del oxígeno. 16
    • Proteínas de mantenimientoEjemplo: • 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 agenteexterno como el calor, un ácido, una base, una sal o una radiación ultravioleta. En ocasiones, enla desnaturalización, se rompen enlaces covalentes haciendo irreversible el proceso de regresar ala estructura u organización original. La desnaturalización de las proteínas por calentamiento es una de las más viejas prácticasempleadas en la cirugía para desinfectar los instrumentos (en este caso las proteínasdesnaturalizadas son las de las bacterias). Las proteínas desnaturalizadas son imposibles de cristalizar y cambiar sus propiedadesfísicas y su función biológica comparativamente con la proteína original.Para que una proteína presente algún valor alimenticio debe experimentar el proceso dedesnaturalización, este proceso va seguido de la coagulación de la proteína, formando una masasólida e insoluble y biológicamente inactiva.Ácido Desoxirrubonucleico (ADN) En 1953, Watson, Crack, Franklin y Wilkins, fueron los primeros científicos en identificar laestructura correcta de la molécula de ADN. El DNA es una cadena de nucleótidos que se encuentra en el núcleo de la célula: guarda lainformación 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 seduplica y luego se rompe en fragmentos llamados cromosomas. 17
    • Los cromosomas están formados por unidades llamadas genes, que son los responsables detransportar 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 . Encada 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 cadenasantiparalelas. 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 18
    • Replicación de ácidos desoxirribonucleicos Las moléculas de ADN pueden presentar una reacción catalizada por enzimas en ellasproducen duplicados exactos de si mismos. Tal reacción es única entre las moléculas y sedenomina replicación del ADN. La replicación de moléculas de ADN es necesaria para todos losseres vivos En las secuencias de las bases de los nucleótidos de las moléculas de ADN, se encuentratoda la información hereditaria de un organismo. Cuando las células se dividen, debe existir algúnmedio por el cual la información hereditaria de la célula progenitora se transfiere a las dos célulasdescendientes. La replicación del ADN es catalizada por el ADN polimerasa y comienza cuando los enlacesde hidrógeno entre los pares complementarios de bases se rompen. La molécula de ADN sesepara de forma similar a como se abre un cierre eclaire Dentro del fluido que rodea a la molécula de ADN se encuentran moléculas libres detrifosfato de desoxinucleósido, incluyendo dATP, dGTP. dCTP y dTTP. Bajo la dirección del ADN polimerasa, las moléculas de trifosfato de desoxinucleósido sonllevadas hacia las bases que están expuestas después de que la molécula de ADN comienza adesenvolverse. Una base de adenina en la molécula de ADN forma enlaces de hidrógeno con una base detimina complementaria que forma parte del desoxinucleótido libre. Una base de guanina de lamolécula de ADN forma enlaces de hidrógeno con su base complementaria de citosina y asísucesivamente. Por lo tanto, cada cadena se une a su complemento y produce una réplica exactade la cadena a la cual estaba originalmente unida. 19
    • Replicación del ADNIdentificación 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 unapersona 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 laescena 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 dela mercancía que se vende en los supermercados. La identificación por ADN es un importante avance en la investigación forense. Se hanresuelto varios casos de crímenes con esta tecnología. Además, dado que los hijos heredan lamitad de su ADN de cada padre, la identificación por ADN se ha utilizado para establecer lapaternidad de un hijo cuyo origen está en disputa. Se asegura que la probabilidad de acertar entales 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 borradorse hizo público en junio del 2000 y este mes de abril se anunció que está listo el 99,99% delmapa genético del hombre. La segunda tarea es conocer los genes normales, sus características yel producto que sintetizan. Y la tercera meta es identificar los genes que tienen relación conenfermedades, como por ejemplo, diferentes tipos de cáncer (de mama, próstata o colon), mal deAlzheimer, cardiopatías congénitas, entre otras. 20
    • TEST EVALUACIÓN MÓDULO 121. 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 calor2. 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) CH = CH2 y H2C = CH – Cl C) H2C = CH – CH3 y H2C = CH – Cl D) CH = CH2 y H2C = CH2 E) H2C = CH – Cl y F – C = C – F F F3. “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 21
    • 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 III6. 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 III7. 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 enzimas8. 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 22
    • 9. Cual de las siguientes funciones no corresponde a la realizada por una proteína A) estructural B) hormonal C) catalizadora D) defensa E) vitamína10. 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 Puedes complementar los contenidos de esta guía visitando nuestra web http://clases.e-pedrodevaldivia.cl/ DSIQM12 23