• Mitä ovat makromolekyylit?
• Makromolekyylien toiminnot
• Makromolekyylien rakenne
• Makromolekyylien merkitys
• Luonnolliset makromolekyylit
• Synteettiset makromolekyylit

Selitämme, mitä makromolekyylit ovat, niiden tehtävät ja rakenteen tyypit. Lisäksi luonnollisia ja synteettisiä makromolekyylejä.

Makromolekyyli voi koostua sadoista tuhansista atomeista.

Mitä ovat makromolekyylit?

Makromolekyylit ovat valtavan kokoisia molekyylejä, eli ne koostuvat tuhansista tai sadaista tuhansista atomeja. Ne voivat olla luonteeltaan biologisia, elävissä organismeissa tapahtuvien prosessien tulosta tai synteettisiä, ihminen kemiallisissa tai biologisissa laboratorioissa.

Termi makromolekyylit keksi vuonna 1920 Nobel-palkittu Hermann Staudinger. Kemia. Tuolloin hän kutsui makromolekyylejä nimellä molekyylejä ne painoivat yli 10 000 daltonia atomimassasta, vaikka ne voivat painaa paljon enemmän.

Makromolekyylejä, jotka koostuvat pienempien molekyylien yksiköistä (kutsutaan monomeereiksi), jotka toistavat itseään muodostaen koko rakenteensa, kutsutaan nimellä polymeerit. Polymeerit voivat olla myös luonnollisia tai synteettisiä, esim. proteiinia, nukleiinihapot ja hiilihydraatit ovat luonnollisia polymeerejä, kun taas hiilihydraatit muovit ja synteettiset kuidut ovat synteettisiä polymeerejä.

On tärkeää ymmärtää ero makromolekyylin ja polymeerin välillä, koska vaikka ne ovat molemmat suuria, ne eivät ole täsmälleen samoja. On makromolekyylejä, jotka eivät ole polymeerejä, koska ne eivät koostu toistuvasta molekyyliyksiköstä (monomeerista), vaikka ne ovat silti suuria. Esimerkiksi, rasvat ja makrosyklit ovat makromolekyylejä, mutta ne eivät ole polymeerejä. Toisaalta on olemassa joitain keskikokoisia polymeerejä, eli niiden koko ei ole yhtä suuri kuin makromolekyylin.

Makromolekyylien toiminnot

Makromolekyyleillä voi olla hyvin erilaisia ​​tehtäviä riippuen siitä, kummasta puhumme. Esimerkiksi glukoosimakromolekyylit ovat energianlähde eläviä organismeja.

Hyvin erilainen esimerkki on DNA-makromolekyyli, joka on pohjimmiltaan solumuistilaite, jota käytetään proteiinien syntetisoimiseen tai solujen replikointiin.

Toisaalta proteiinit suorittavat rakenteellisia ja kuljetustoimintoja ja voivat toimia myös katalyytteinä.

Synteettisiä makromolekyylejä, kuten polyeteeni- ja nailonpolymeerejä, käytetään laajasti kemianteollisuus muovien valmistukseen tai eristeisiin.

Makromolekyylien rakenne

DNA on lineaarinen makromolekyyli.

Makromolekyylit koostuvat yleensä pienemmistä molekyyliyksiköistä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa kovalenttiset sidokset, vetysidoksilla, by Van der Waalsin joukot tai hydrofobisilla vuorovaikutuksilla. Kaikissa tapauksissa ne muodostavat suuria molekyylirakenteita, jotka sisältävät tuhansia atomeja järjestettyinä kiinteisiin sekvensseihin, mikä johtaa erittäin korkean molekyylipainon omaaviin yhdisteisiin.

Lisäksi makromolekyylit voivat rakenteestaan ​​riippuen olla:

• Lineaarinen Kun ne muodostavat pitkiä ketjuja, jotka toistavat jonkinlaista monomeerien järjestystä, jotka liittyvät yhteen pään ja hännän avulla.
• Haaroittunut. Kun jokainen monomeeri voi liittyä muihin ketjuihin muodostaen erikokoisia oksia (kuten puita) tietylle etäisyydelle pääketjusta.

Toisaalta makromolekyylit voidaan luokitella koostumuksensa mukaan:

• Homopolymeerit. Ne koostuvat yhdestä monomeerityypistä, joka toistaa itseään läpi molekyylirakenteensa.
• Kopolymeerit. Ne koostuvat useammasta kuin yhdestä monomeerityypistä.

Makromolekyylien merkitys

Makromolekyylit eroavat muista luonnollisista ja synteettisistä molekyyleistä siinä, että niillä on valtava äänenvoimakkuutta ja molekyylipaino. Tämän seurauksena sen ominaisuudet ovat monimutkaisempia ja hyödyllisempiä kuin muiden molekyylien. Esimerkiksi ihmisen tekemät polymeerit mahdollistavat uusien materiaalien luomisen odottamattomilla sovelluksilla.

Toisaalta tietyt biologiset makromolekyylit suorittavat monimutkaisia ​​tehtäviä joko materiaalin ja/tai Energiaa muihin prosesseihin tai toimintamekanismeihin biokemia, kuten insuliini, ihmiskehon sokeria säätelevä hormoni, joka koostuu 51 aminohaposta.

Luonnolliset makromolekyylit

Glukoosi on luonnollinen makromolekyyli, joka toimii energianlähteenä.

Luonnolliset makromolekyylit ovat yleensä yhdisteet hyvin erityisiä, jotka täyttävät elintärkeitä toimintoja. Joissakin tapauksissa ne toimivat metabolisena syötteenä (kuten hiilihydraatit) ja toisissa ne ovat rakenteellisia molekyylejä (kuten hiilihydraatteja). lipidit).

He ovat myös avaintoimijoita erittäin monimutkaisissa prosesseissa, kuten DNA ja RNA, jotka osallistuvat solujen replikaatioon tai mitoosi. Joitakin yksinkertaisia ​​esimerkkejä luonnollisista makromolekyyleistä ovat tärkkelys, selluloosapuussa olevaa glykogeenia, fruktoosia, glukoosia tai ligniiniä.

Synteettiset makromolekyylit

Synteettiset molekyylit ovat nimensä mukaisesti niitä, jotka syntetisoidaan keinotekoisesti ihminen erilaisten kemiallisten prosessien kautta, joissa monomeerien sitoutumista kontrolloidaan, tehostetaan tai kiihdytetään.

Ne ovat erityisen tärkeitä petrokemian teollisuudessa ja sen johdannaisissa Maaöljy, josta saamme tärkeitä orgaaniset materiaalit polymeerityyppi, kuten useimmat muovit (polyeteeni, PCV), synteettiset kuidut (polyesteri, nylon) tai edistyneitä materiaaleja teknologiaa (kuten hiilinanoputket).