makrocząsteczki

2022

Czym są makrocząsteczki?
Funkcje makrocząsteczek
Struktura makrocząsteczek
Znaczenie makrocząsteczek
Naturalne makrocząsteczki
Makrocząsteczki syntetyczne

Wyjaśniamy, czym są makrocząsteczki, ich funkcje i rodzaje struktury. Ponadto makrocząsteczki naturalne i syntetyczne.

Makrocząsteczka może składać się z setek tysięcy atomów.

Czym są makrocząsteczki?

Makrocząsteczki to cząsteczki o ogromnych rozmiarach, to znaczy składają się z tysięcy lub setek tysięcy atomy. Mogą mieć charakter biologiczny, będący wynikiem procesów zachodzących w organizmach żywych, lub syntetyczne, wytwarzane przez istota ludzka w laboratoriach chemicznych lub biologicznych.

Termin makromolekuły został ukuty w 1920 roku przez Hermanna Staudingera, laureata Nagrody Nobla w Indonezji Chemia. W tamtych czasach określał makrocząsteczki jako molekuły ważyły ponad 10 000 daltonów masy atomowej, chociaż mogą ważyć znacznie więcej.

Makrocząsteczki, które składają się z jednostek mniejszych cząsteczek (zwanych monomerami), które powtarzają się, tworząc całą ich strukturę, są nazywane polimery. Polimery mogą być również naturalne lub syntetyczne, na przykład białko, ten kwasy nukleinowe a węglowodany to naturalne polimery, natomiast węglowodany tworzywa sztuczne a włókna syntetyczne to syntetyczne polimery.

Ważne jest, aby zrozumieć różnicę między makrocząsteczką a polimerem, ponieważ chociaż oba są duże, nie są dokładnie takie same. Istnieją makrocząsteczki, które nie są polimerami, ponieważ nie składają się z powtarzającej się jednostki molekularnej (monomeru), chociaż nadal są duże. Na przykład, tłuszcze a makrocykle są makrocząsteczkami, ale nie są polimerami. Z drugiej strony istnieje kilka średnich polimerów, to znaczy ich rozmiar nie jest tak duży jak makrocząsteczki.

Funkcje makrocząsteczek

Makrocząsteczki mogą pełnić bardzo różne funkcje, w zależności od tego, o której mówimy. Na przykład makrocząsteczki glukozy są źródłem energii dla organizmy żywe.

Zupełnie innym przykładem jest makrocząsteczka DNA, która jest w zasadzie urządzeniem pamięci komórkowej używanym do syntezy białek lub replikacji komórek.

Z drugiej strony białka pełnią funkcje strukturalne i transportowe, a także mogą pełnić rolę katalizatorów.

Syntetyczne makrocząsteczki, takie jak polimery polietylenowe i nylonowe, są szeroko stosowane w przemysł chemiczny do produkcji tworzyw sztucznych lub jako izolatory.

Struktura makrocząsteczek

DNA jest makrocząsteczką liniową.

Ogólnie makrocząsteczki składają się z mniejszych jednostek molekularnych, które są połączone wiązania kowalencyjne, przez wiązania wodorowe, przez Siły Van der Waalsa lub przez oddziaływania hydrofobowe. We wszystkich przypadkach tworzą one duże struktury molekularne, które zawierają tysiące atomów ułożonych w ustalone sekwencje, w wyniku czego powstają związki o bardzo dużej masie cząsteczkowej.

Ponadto, w zależności od ich budowy, makrocząsteczki mogą być:

Liniowy Kiedy tworzą długie łańcuchy, które powtarzają pewną kolejność monomerów, połączonych ze sobą głową i ogonem.
Rozgałęziony. Kiedy każdy monomer może łączyć się z innymi łańcuchami, tworząc gałęzie (jak drzewa) o różnych rozmiarach w pewnej odległości od głównego łańcucha.

Z drugiej strony makrocząsteczki można sklasyfikować według ich składu w:

Homopolimery. Składają się z jednego rodzaju monomeru, który powtarza się w całej swojej strukturze molekularnej.
Kopolimery. Składają się z więcej niż jednego rodzaju monomeru.

Znaczenie makrocząsteczek

Makrocząsteczki odróżniają się od innych naturalnych i syntetycznych cząsteczek tym, że mają ogromny Tom i masa cząsteczkowa. W konsekwencji jego właściwości są bardziej złożone i użyteczne niż innych cząsteczek. Na przykład sztuczne polimery umożliwiają tworzenie nowych materiałów o nieprzewidzianych zastosowaniach.

Z drugiej strony, niektóre makrocząsteczki biologiczne wykonują złożone zadania, jako wkład materiału i/lub Energia dla innych procesów lub jako mechanizmy działania biochemia, podobnie jak insulina, hormon regulujący poziom cukru w ludzkim organizmie, składający się z 51 aminokwasów.

Naturalne makrocząsteczki

Glukoza to naturalna makrocząsteczka, która służy jako źródło energii.

Naturalne makrocząsteczki są zwykle związki bardzo specyficzne, spełniające ważne funkcje. W niektórych przypadkach działają jako wkład metaboliczny (np. węglowodany), a w innych są cząsteczkami strukturalnymi (np. węglowodany). lipidy).

Są również kluczowymi graczami w niezwykle skomplikowanych procesach, takich jak DNA i RNA, zaangażowany w replikację komórek lub mitoza. Niektóre proste przykłady naturalnych makrocząsteczek to skrobia, celuloza, glikogen, fruktoza, glukoza lub lignina obecne w drewnie.