La celulosa es el biopolímero más abundante en la Tierra, un polisacárido lineal que constituye el componente estructural principal de las paredes celulares vegetales, con la fórmula repetitiva (C6H10O5)n. Está formada por unidades de β-D-glucosa unidas mediante enlaces glucosídicos β(1→4), creando cadenas rígidas y rectas que difieren fundamentalmente de la estructura helicoidal α-unida del almidón.
Estructura molecular
Cada cadena de celulosa presenta monómeros de glucosa rotados 180° respecto a sus vecinos, formando unidades repetitivas de celobiosa con extensos enlaces de hidrógeno intra- e intercadena. Estos enlaces generan láminas planas que se empaquetan en microfibrillas, proporcionando alta resistencia a la tracción gracias a regiones cristalinas. Las cadenas pueden alcanzar hasta 15.000 unidades de glucosa, con grupos hidroxilo hidrofílicos en una cara y superficies hidrofóbicas en la otra.
Propiedades físicas y químicas
La celulosa es insoluble en agua debido a su empaquetamiento compacto y enlaces de hidrógeno, junto con alta resistencia mecánica y resistencia a la degradación enzimática salvo por microorganismos especializados. Los enlaces β impiden su digestión humana, posicionándola como fibra dietética en lugar de fuente de energía. Sus propiedades permiten la formación de fibras fuertes en las plantas, con dimensiones de microfibrillas de aproximadamente 1–4 nm lateralmente.
Biosíntesis y aplicaciones
Sintetizada por complejos de celulosa sintasa en las membranas plasmáticas de las plantas, la celulosa se extruye como microfibrillas hacia la matriz de la pared celular. Industrialmente se utiliza en papel, textiles y biocombustibles; modificaciones mejoran su solubilidad para aplicaciones como la viscosa. En microbiología, ciertas bacterias la producen extracelularmente para formar biofilms.
