- Hvad er makromolekyler?
- Funktioner af makromolekyler
- Struktur af makromolekyler
- Betydningen af makromolekyler
- Naturlige makromolekyler
- Syntetiske makromolekyler
Vi forklarer, hvad makromolekyler er, deres funktioner og deres strukturtyper. Derudover naturlige og syntetiske makromolekyler.
Et makromolekyle kan bestå af hundredtusindvis af atomer.Hvad er makromolekyler?
Makromolekyler er molekyler af enorm størrelse, det vil sige, at de består af tusinder eller hundredtusinder af atomer. De kan være af biologisk natur, resultatet af de processer, der forekommer i levende organismer, eller syntetiske, produceret af menneske i kemiske eller biologiske laboratorier.
Udtrykket makromolekyler blev opfundet i 1920 af Hermann Staudinger, Nobelpristager i Kemi. Dengang omtalte han makromolekyler som molekyler de vejede mere end 10.000 daltons atommasse, selvom de kan veje meget mere.
Makromolekyler, der er opbygget af enheder af mindre molekyler (kaldet monomerer), der gentager sig og udgør hele deres struktur, kaldes polymerer. Polymerer kan også være naturlige eller syntetiske, f.eks. protein, det nukleinsyrer og kulhydrater er naturlige polymerer, mens kulhydrater plastik og syntetiske fibre er syntetiske polymerer.
Det er vigtigt at forstå forskellen mellem makromolekyle og polymer, for selvom de begge er store, er de ikke helt ens. Der er makromolekyler, der ikke er polymerer, fordi de ikke består af en gentagende molekylær enhed (monomer), selvom de stadig er store. For eksempel, fedtstoffer og makrocykler er makromolekyler, men de er ikke polymerer. På den anden side er der nogle mellemstore polymerer, det vil sige, at deres størrelse ikke er så stor som et makromolekyle.
Funktioner af makromolekyler
Makromolekyler kan have meget forskellige funktioner, alt efter hvilken vi taler om. For eksempel er glukosemakromolekyler en energikilde til levende organismer.
Et meget anderledes eksempel er DNA-makromolekylet, som dybest set er en cellulær hukommelsesenhed, der bruges til at syntetisere proteiner eller replikere celler.
På den anden side opfylder proteiner strukturelle og transportmæssige funktioner og kan også fungere som katalysatorer.
Syntetiske makromolekyler, såsom polyethylen og nylonpolymerer, er meget udbredt i kemisk industri at lave plast eller som isolatorer.
Struktur af makromolekyler
Makromolekyler er generelt sammensat af mindre molekylære enheder, der er forbundet med kovalente bindinger, ved hydrogenbindinger, ved Van der Waals styrker eller ved hydrofobe interaktioner. I alle tilfælde består de af store molekylære strukturer, der indeholder tusindvis af atomer arrangeret i faste sekvenser, hvilket resulterer i forbindelser med meget høj molekylvægt.
Afhængigt af deres struktur kan makromolekyler desuden være:
- Lineær Når de danner lange kæder, der gentager en eller anden rækkefølge af monomerer, forbundet med hoved og hale.
- Forgrenet. Når hver monomer kan forbinde andre kæder, danner grene (som træer) af forskellig størrelse i en vis afstand fra hovedkæden.
På den anden side kan makromolekyler klassificeres efter deres sammensætning i:
- Homopolymerer. De består af en enkelt type monomer, der gentager sig gennem hele sin molekylære struktur.
- Copolymerer. De består af mere end én type monomer.
Betydningen af makromolekyler
Makromolekyler adskiller sig fra andre naturlige og syntetiske molekyler ved, at de har en enorm bind og molekylvægt. Som en konsekvens er dens egenskaber mere komplekse og nyttige end andre molekylers egenskaber. For eksempel tillader menneskeskabte polymerer skabelsen af nye materialer med uforudsete anvendelser.
På den anden side udfører visse biologiske makromolekyler komplekse opgaver, enten som bidrager til materiale og/eller af Energi til andre processer, eller som virkningsmekanismer biokemi, som med insulin, menneskekroppens sukkerregulerende hormon, der består af 51 aminosyrer.
Naturlige makromolekyler
Naturlige makromolekyler er normalt forbindelser meget specifikke, der opfylder vitale funktioner. I nogle tilfælde fungerer de som et metabolisk input (såsom kulhydrater), og i andre er de strukturelle molekyler (såsom kulhydrater). lipider).
De er også nøglespillere i ekstremt komplicerede processer, som f.eks DNA og RNA, involveret i cellereplikation eller mitose. Nogle simple eksempler på naturlige makromolekyler er stivelse, cellulose, glykogen, fructose, glucose eller lignin til stede i træ.
Syntetiske makromolekyler
Syntetiske molekyler er, som deres navn antyder, dem, der er kunstigt syntetiseret af menneske gennem forskellige kemiske processer, hvor bindingen af monomerer kontrolleres, forstærkes eller accelereres.
De er særligt vigtige i den petrokemiske industri og i derivater af Petroleum, hvorfra vi får vigtige organiske materialer polymer type, som de fleste plastik (polyethylen, PCV), syntetiske fibre (polyester, nylon) eller avancerede materialer teknologi (som kulstof nanorør).