makromolekyler

Kemi

2022

Vi förklarar vad makromolekyler är, deras funktioner och deras strukturtyper. Dessutom naturliga och syntetiska makromolekyler.

En makromolekyl kan bestå av hundratusentals atomer.

Vad är makromolekyler?

Makromolekyler är molekyler av enorm storlek, det vill säga de består av tusentals eller hundratusentals atomer. De kan vara biologiska till sin natur, resultatet av de processer som sker i levande organismer, eller syntetiska, producerade av människa i kemiska eller biologiska laboratorier.

Termen makromolekyler myntades 1920 av Hermann Staudinger, Nobelpristagare i Kemi. Då hänvisade han till makromolekyler som molekyler de vägde mer än 10 000 daltons atommassa, även om de kan väga mycket mer.

Makromolekyler som är uppbyggda av enheter av mindre molekyler (kallade monomerer) som upprepar sig och utgör hela sin struktur kallas polymerer. Polymerer kan också vara naturliga eller syntetiska, t.ex. protein, den nukleinsyror och kolhydrater är naturliga polymerer, medan kolhydrater plast och syntetiska fibrer är syntetiska polymerer.

Det är viktigt att förstå skillnaden mellan makromolekyl och polymer, för även om de båda är stora är de inte exakt likadana. Det finns makromolekyler som inte är polymerer, eftersom de inte är uppbyggda av en upprepande molekylenhet (monomer), även om de fortfarande är stora. Till exempel, fetter och makrocykler är makromolekyler, men de är inte polymerer. Å andra sidan finns det några medelstora polymerer, det vill säga deras storlek är inte lika stor som en makromolekyl.

Makromolekylers funktioner

Makromolekyler kan ha väldigt olika funktioner, beroende på vilken vi pratar om. Till exempel är glukosmakromolekyler en energikälla för levande organismer.

Ett mycket annorlunda exempel är DNA-makromolekylen, som i grunden är en cellulär minnesenhet som används för att syntetisera proteiner eller för att replikera celler.

Å andra sidan fyller proteiner struktur- och transportfunktioner och kan även fungera som katalysatorer.

Syntetiska makromolekyler, såsom polyeten och nylonpolymerer, används ofta i kemisk industri att tillverka plast eller som isolatorer.

Struktur av makromolekyler

DNA är en linjär makromolekyl.

Makromolekyler, i allmänhet, är sammansatta av mindre molekylära enheter som är länkade av kovalenta bindningar, genom vätebindningar, genom Van der Waals styrkor eller genom hydrofoba interaktioner. I samtliga fall består de av stora molekylära strukturer som innehåller tusentals atomer ordnade i fixerade sekvenser, vilket resulterar i föreningar med mycket hög molekylvikt.

Dessutom, beroende på deras struktur, kan makromolekyler vara:

  • Linjär När de bildar långa kedjor som upprepar någon ordning av monomerer, sammanfogade av huvud och svans.
  • Förgrenad. När varje monomer kan sammanfoga andra kedjor, bilda grenar (som träd) av olika storlekar på ett visst avstånd från huvudkedjan.

Å andra sidan kan makromolekyler klassificeras enligt deras sammansättning i:

  • Homopolymerer. De består av en enda typ av monomer som upprepar sig genom hela sin molekylära struktur.
  • Sampolymerer. De består av mer än en typ av monomer.

Makromolekylernas betydelse

Makromolekyler skiljer sig från andra naturliga och syntetiska molekyler genom att de har en enorm volym och molekylvikt. Som en konsekvens är dess egenskaper mer komplexa och användbara än de hos andra molekyler. Till exempel tillåter konstgjorda polymerer skapandet av nya material med oförutsedda tillämpningar.

Å andra sidan utför vissa biologiska makromolekyler komplexa uppgifter, antingen som bidragsgivare till material och/eller av Energi för andra processer, eller som verkningsmekanismer biokemi, som med insulin, människokroppens sockerreglerande hormon, som består av 51 aminosyror.

Naturliga makromolekyler

Glukos är en naturlig makromolekyl som fungerar som en energikälla.

Naturliga makromolekyler är vanligtvis föreningar mycket specifika som fyller vitala funktioner. I vissa fall fungerar de som en metabolisk input (som kolhydrater) och i andra är de strukturella molekyler (som kolhydrater). lipider).

De är också nyckelspelare i extremt komplicerade processer, som t.ex DNA och den RNA, involverad i cellreplikation eller mitos. Några enkla exempel på naturliga makromolekyler är stärkelse, cellulosa, glykogen, fruktos, glukos eller lignin som finns i trä.

Syntetiska makromolekyler

Syntetiska molekyler är, som namnet antyder, de som syntetiseras på konstgjord väg av människa genom olika kemiska processer där bindningen av monomerer kontrolleras, förstärks eller accelereras.

De är särskilt viktiga inom den petrokemiska industrin och i derivaten av Petroleum, som vi får viktiga organiska material polymer typ, som de flesta plaster (polyeten, PCV), syntetiska fibrer (polyester, nylon-) eller avancerade material teknologi (som kolnanorör).

!-- GDPR -->