Una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes (covalentes o enlace iónico).
Una molécula puede consistir en varios átomos de un único elemento químico, como en el caso del oxígeno diatómico (O2), o de diferentes elementos, como en el caso del agua (H2O).
Las moléculas biológicas, como las proteínas y el ADN, pueden estar compuestas por muchos miles de átomos.
Las moléculas pueden tener tamaños y formas muy variadas, desde las pequeñas moléculas como el dióxido de carbono (CO2) hasta las grandes como las proteínas.
Las moléculas pueden existir en diferentes estados físicos: sólido, líquido o gas, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión. Son fundamentales para la química y la biología, ya que son los componentes básicos de todas las sustancias químicas que encontramos en la naturaleza.
Las moléculas se pueden clasificar de acuerdo a la complejidad de su constitución:
- Moléculas discretas. Presentan un número definido de átomos, ya sean de iguales elementos o de distintos elementos químicos.
- Macromoléculas o polímeros. Se llama así a las cadenas moleculares de gran tamaño. Están compuestas por piezas más simples, que se unen entre sí para lograr secuencias extensas y que adquieran propiedades nuevas y específicas.
Las moléculas como componentes de la materia son comunes en las sustancias orgánicas (y por tanto en la bioquímica). También conforman la mayor parte de los océanos y de la atmósfera.
Sin embargo, existe en la corteza terrestre una numerosa cantidad de compuestos químicos que no son moleculares. Por ejemplo, la mayoría de los metales y minerales de la corteza terrestre no son moléculas.
Aquí hay algunas funciones importantes de las moléculas:
- Estructurales: muchas moléculas son los bloques de construcción estructurales de organismos biológicos. Por ejemplo, las proteínas son moléculas esenciales para la estructura y función de las células y tejidos. El ADN y el ARN son moléculas que almacenan información genética y proporcionan la base para la estructura y funcionamiento de los seres vivos.
- Energéticas: algunas moléculas almacenan y transfieren energía en los sistemas biológicos y químicos. Por ejemplo, los carbohidratos son una fuente de energía inmediata para las células. Moléculas como el ATP (adenosín trifosfato) son esenciales para almacenar y transferir energía dentro de las células.
- Transporte: las moléculas también pueden actuar como mensajeros y transportadores en los sistemas biológicos. Hormonas como la insulina y la adrenalina son moléculas de señalización que transmiten mensajes a las células en todo el cuerpo. En el sistema circulatorio, la hemoglobina es una molécula que transporta oxígeno a través de la sangre.
- Catalíticas: las enzimas son moléculas que catalizan y aceleran las reacciones químicas en los organismos vivos. Actúan como catalizadores, lo que significa que facilitan las reacciones químicas sin ser consumidas en el proceso.
- Defensa: algunas moléculas tienen funciones defensivas en los sistemas biológicos. Por ejemplo, los anticuerpos son moléculas del sistema inmunológico que reconocen y neutralizan patógenos como bacterias y virus.
- Comunicación: las moléculas también juegan un papel crucial en la comunicación entre células. Las moléculas de señalización, como las neurotransmisoras en el sistema nervioso, permiten la transmisión de señales entre células nerviosas.
Iwata, Kota; Yamazaki, Shiro; Mutombo, Pingo; Hapala, Prokop; Ondráček, Martin; Jelínek, Pavel; Sugimoto, Yoshiaki (2015). «Chemical structure imaging of a single molecule by atomic force microscopy at room temperature». Nature Communications 6: 7766. Bibcode:2015NatCo...6.7766I. doi:10.1038/ncomms8766.
