Cadena principal o columna vertebral
Aquella cadena lineal de la que
pueden considerarse colgantes todas las demás cadenas, largas o cortas o ambas.Nota : Cuando dos o más cadenas
pueden considerarse igualmente como la cadena principal, se
selecciona aquella que conduce a la representación más simple de la
molécula. [1]
En la ciencia de los polímeros , la cadena polimérica o simplemente la estructura principal de un polímero es la cadena principal de un polímero. Los polímeros a menudo se clasifican 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 estructuras principales rígidas son propensos a la cristalización (por ejemplo, los politiofenos ) en películas delgadas y en solución . La cristalización, a su vez, afecta las propiedades ópticas de los polímeros, su brecha de banda óptica y los 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 sus cadenas principales, además de cadenas de carbono. Los principales productos comerciales son el polietilentereftalato ("PET"), ((C 6 H 4 CO 2 C 2 H 4 OC(O)) n ) y el nailon-6 ((NH(CH 2 ) 5 C(O)) n ).
Los siloxanos son un ejemplo destacado de polímero inorgánico, aunque tienen numerosos sustituyentes orgánicos. Su enlace posterior está compuesto por átomos de silicio y oxígeno alternados, es decir, Si-O-Si-O... Los átomos de silicio tienen 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 alternados, y polifosfatos ((PO 3 − ) n ).
Las principales familias de biopolímeros son los polisacáridos (carbohidratos), los péptidos y los polinucleótidos . Se conocen muchas variantes de cada uno de ellos. [4]
Las proteínas se caracterizan por enlaces amida (-N(H)-C(O)-) formados por la condensación de aminoácidos . La secuencia de los aminoácidos en la cadena principal del polipéptido se conoce como la estructura primaria de la proteína. Como casi todos los polímeros, las proteínas se pliegan y se retuercen, formando la estructura secundaria , que se rigidiza por enlaces de hidrógeno entre los oxígenos carbonílicos y los hidrógenos amida en la cadena principal, es decir, C=O---HN. Las interacciones posteriores entre los residuos de los aminoácidos individuales forman la estructura terciaria de la proteína . Por esta razón, la estructura primaria de los aminoácidos en la cadena principal del polipéptido es el mapa de la estructura final de una proteína y, por lo tanto, indica su función biológica. [5] [4] Las posiciones espaciales de los átomos de la cadena principal se pueden reconstruir a partir de las posiciones de los carbonos alfa utilizando herramientas computacionales para la reconstrucción de la cadena principal. [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 glucosídico . [7] Estas cadenas principales pueden ser no ramificadas (que contienen una cadena lineal) o ramificadas (que contienen múltiples cadenas). Los enlaces glucosídicos 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 glucosídico 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 que es alfa a la glucosa y beta a la 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. Sus cadenas principales se forman por la condensación de un grupo hidroxilo 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 longitud, lo que permite la diversidad genética de la vida. Las bases se proyectan desde la cadena principal del polímero de pentosa-fosfato y están unidas por enlaces de hidrógeno en pares a sus parejas complementarias (A con T y G con C). Esto crea una doble hélice con cadenas principales de pentosa-fosfato a cada lado, formando así una estructura secundaria . [9] [4] [10]