Cadena principal o columna vertebral
Esa cadena lineal de la que todas las demás cadenas, largas o cortas o ambas,
pueden considerarse pendientes.Nota : Cuando dos o más cadenas
podrían considerarse igualmente como la cadena principal, se
selecciona aquella que conduzca a la representación más simple de la
molécula. [1]
En la ciencia de los polímeros , la cadena polimérica o simplemente columna vertebral de un polímero es la cadena principal de un polímero. Los polímeros suelen clasificarse según los elementos de las cadenas principales. El carácter de la estructura principal, es decir, su flexibilidad, determina las propiedades del polímero (como la temperatura de transición vítrea ). Por ejemplo, en los polisiloxanos (silicona), la cadena principal es muy flexible, lo que da como resultado una temperatura de transición vítrea muy baja de -123 °C (-189 °F; 150 K). [2] Los polímeros con cadenas principales rígidas son propensos a la cristalización (por ejemplo, politiofenos ) en películas delgadas y en solución . La cristalización, a su vez, afecta las propiedades ópticas de los polímeros, su banda prohibida óptica y sus niveles electrónicos. [3]
Los polímeros sintéticos comunes tienen cadenas principales compuestas de carbono, es decir, CCCC.... Los ejemplos incluyen poliolefinas como el polietileno ((CH 2 CH 2 ) n ) y muchos derivados sustituidos ((CH 2 CH(R)) n ) como el poliestireno ( R = C 6 H 5 ), polipropileno (R = CH 3 ) y acrilatos (R = CO 2 R').
Otras clases importantes de polímeros orgánicos son los poliésteres y las poliamidas . Tienen respectivamente grupos -C(O)-O- y -C(O)-NH- en su columna vertebral, además de cadenas de carbono. Los principales productos comerciales son tereftalato de polietileno ( "PET"), (( C6H4CO2C2H4OC ( O ) ) n ) y nailon-6 ( (NH(CH2 ) 5C ( O ) ) n ) .
Los siloxanos son un excelente ejemplo de polímero inorgánico, aunque tienen muchos sustituyentes orgánicos. Su enlace se compone de átomos de silicio y oxígeno alternados, es decir, Si-O-Si-O... Los átomos de silicio llevan dos sustituyentes, normalmente metilo , como en el caso del polidimetilsiloxano . Algunos polímeros inorgánicos poco comunes pero ilustrativos incluyen politiazilo ((SN)x) con átomos de S y N alternos, y polifosfatos ((PO 3 − ) n ).
Las principales familias de biopolímeros son los polisacáridos (carbohidratos), péptidos y polinucleótidos . Se conocen muchas variantes de cada uno. [4]
Las proteínas se caracterizan por enlaces amida (-N(H)-C(O)-) formados por la condensación de aminoácidos . La secuencia de aminoácidos en la columna vertebral del polipéptido se conoce como estructura primaria de la proteína. Como casi todos los polímeros, las proteínas se pliegan y retuercen, formando una estructura secundaria , que se endurece mediante enlaces de hidrógeno entre los oxígenos del carbonilo y los hidrógenos de la amida en la cadena principal, es decir, C=O---HN. Otras interacciones entre residuos de los aminoácidos individuales forman la estructura terciaria de la proteína . Por esta razón, la estructura primaria de los aminoácidos en la columna vertebral del polipéptido es el mapa de la estructura final de una proteína y, por tanto, indica su función biológica. [5] [4] Las posiciones espaciales de los átomos de la columna vertebral se pueden reconstruir a partir de las posiciones de los carbonos alfa utilizando herramientas computacionales para la reconstrucción de la columna vertebral. [6]
Los carbohidratos surgen por condensación de monosacáridos como la glucosa . Los polímeros se pueden clasificar en oligosacáridos (hasta 10 residuos) y polisacáridos (hasta aproximadamente 50.000 residuos). La cadena principal se caracteriza por un enlace éter entre monosacáridos individuales. Este enlace se llama enlace glicosídico . [7] Estas cadenas principales pueden ser no ramificadas (contienen una cadena lineal) o ramificadas (contienen múltiples cadenas). Los enlaces glicosídicos se designan como alfa o beta dependiendo de la estereoquímica relativa del carbono anomérico (o más oxidado ). En una Proyección de Fischer , si el enlace glicosídico está en el mismo lado o cara que el carbono 6 de un sacárido biológico común, el carbohidrato se designa como beta y si el enlace está en el lado opuesto se designa como alfa . En una proyección tradicional de " estructura de silla ", si el enlace está en el mismo plano (ecuatorial o axial) que el carbono 6 se designa como beta y en el plano opuesto se designa como alfa . Esto se ejemplifica en la sacarosa (azúcar de mesa), que contiene un enlace alfa con glucosa y beta con fructosa . Generalmente, los carbohidratos que nuestro cuerpo descompone están unidos por enlaces alfa (ejemplo: glucógeno) y aquellos que tienen una función estructural están unidos por enlaces beta (ejemplo: celulosa ). [4] [8]
El ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN) son los principales ejemplos de polinucleótidos . Surgen por condensación de nucleótidos. Su columna vertebral se forma por la condensación de un grupo hidroxi en una ribosa con el grupo fosfato en otra ribosa. Este enlace se llama enlace fosfodiéster . La condensación es catalizada por enzimas llamadas polimerasas . El ADN y el ARN pueden tener millones de nucleótidos de largo, lo que permite la diversidad genética de la vida. Las bases se proyectan desde la columna vertebral del polímero de pentosa-fosfato y están unidas por enlaces de hidrógeno en pares a sus socios complementarios (A con T y G con C). Esto crea una doble hélice con cadenas principales de pentosas fosfato a cada lado, formando así una estructura secundaria . [9] [4] [10]