- Čo sú makromolekuly?
- Funkcie makromolekúl
- Štruktúra makromolekúl
- Význam makromolekúl
- Prírodné makromolekuly
- Syntetické makromolekuly
Vysvetlíme, čo sú makromolekuly, ich funkcie a typy štruktúry. Okrem toho prírodné a syntetické makromolekuly.
Makromolekula môže pozostávať zo stoviek tisíc atómov.Čo sú makromolekuly?
Makromolekuly sú molekuly obrovskej veľkosti, to znamená, že sa skladajú z tisícok alebo stoviek tisíc atómov. Môžu byť biologického charakteru, výsledkom procesov, ktoré sa vyskytujú v živých organizmoch, alebo syntetické, produkované ľudská bytosť v chemických alebo biologických laboratóriách.
Termín makromolekuly zaviedol v roku 1920 Hermann Staudinger, nositeľ Nobelovej ceny v r. Chémia. Vtedy označoval makromolekuly ako molekuly vážili viac ako 10 000 daltonov atómovej hmotnosti, hoci môžu vážiť oveľa viac.
Makromolekuly, ktoré sa skladajú z jednotiek menších molekúl (nazývaných monoméry), ktoré sa opakujú a tvoria celú ich štruktúru, sa nazývajú polyméry. Polyméry môžu byť tiež prírodné alebo syntetické, napr. proteín, nukleových kyselín a sacharidy sú prírodné polyméry, zatiaľ čo sacharidy plasty a syntetické vlákna sú syntetické polyméry.
Je dôležité pochopiť rozdiel medzi makromolekulou a polymérom, pretože hoci sú obe veľké, nie sú úplne rovnaké. Existujú makromolekuly, ktoré nie sú polymérmi, pretože nie sú tvorené opakujúcou sa molekulovou jednotkou (monomérom), hoci sú stále veľké. Napríklad, tukov a makrocykly sú makromolekuly, ale nie sú polymérmi. Na druhej strane existujú niektoré stredné polyméry, to znamená, že ich veľkosť nie je taká veľká ako veľkosť makromolekuly.
Funkcie makromolekúl
Makromolekuly môžu mať veľmi odlišné funkcie, podľa toho, o ktorej z nich hovoríme. Napríklad makromolekuly glukózy sú zdrojom energie pre živé organizmy.
Veľmi odlišným príkladom je makromolekula DNA, čo je v podstate bunkové pamäťové zariadenie používané na syntézu proteínov alebo na replikáciu buniek.
Na druhej strane proteíny plnia štrukturálne a transportné funkcie a môžu pôsobiť aj ako katalyzátory.
Syntetické makromolekuly, ako sú polyetylén a nylonové polyméry, sú široko používané v chemický priemysel na výrobu plastov alebo ako izolanty.
Štruktúra makromolekúl
Makromolekuly sa vo všeobecnosti skladajú z menších molekulárnych jednotiek, ktoré sú spojené pomocou Kovalentné väzby, vodíkovými väzbami, tým Van der Waalsove sily alebo hydrofóbnymi interakciami. Vo všetkých prípadoch tvoria veľké molekulárne štruktúry, ktoré obsahujú tisíce atómov usporiadaných do pevných sekvencií, výsledkom čoho sú zlúčeniny s veľmi vysokou molekulovou hmotnosťou.
Okrem toho môžu byť makromolekuly v závislosti od ich štruktúry:
- Lineárne Keď tvoria dlhé reťazce, ktoré opakujú určité poradie monomérov, spojené dohromady hlavou a chvostom.
- Rozvetvený. Keď sa každý monomér môže spojiť s inými reťazcami, čím sa v určitej vzdialenosti od hlavného reťazca vytvoria vetvy (ako stromy) rôznych veľkostí.
Na druhej strane možno makromolekuly klasifikovať podľa ich zloženia do:
- homopolyméry. Sú tvorené jediným typom monoméru, ktorý sa opakuje v celej svojej molekulárnej štruktúre.
- Kopolyméry. Skladajú sa z viac ako jedného typu monoméru.
Význam makromolekúl
Makromolekuly sa odlišujú od iných prírodných a syntetických molekúl tým, že majú obrovský objem a molekulová hmotnosť. V dôsledku toho sú jeho vlastnosti komplexnejšie a užitočnejšie ako vlastnosti iných molekúl. Napríklad umelé polyméry umožňujú vytváranie nových materiálov s nepredvídanými aplikáciami.
Na druhej strane niektoré biologické makromolekuly vykonávajú zložité úlohy, buď ako prispievateľ materiálu a/alebo energie pre iné procesy alebo ako mechanizmy pôsobenia biochémia, ako pri inzulíne, hormóne regulujúcom cukor v ľudskom tele, ktorý sa skladá z 51 aminokyselín.
Prírodné makromolekuly
Prírodné makromolekuly sú zvyčajne zlúčeniny veľmi špecifické, ktoré plnia životne dôležité funkcie. V niektorých prípadoch fungujú ako metabolický vstup (ako sú sacharidy) a v iných sú štrukturálne molekuly (ako sú sacharidy). lipidy).
Sú tiež kľúčovými hráčmi v mimoriadne komplikovaných procesoch, ako napr DNA a RNA, podieľajúcich sa na replikácii buniek resp mitóza. Niektoré jednoduché príklady prírodných makromolekúl sú škrob, celulóza, glykogén, fruktóza, glukóza alebo lignín prítomný v dreve.
Syntetické makromolekuly
Syntetické molekuly sú, ako už ich názov napovedá, tie, ktoré sú umelo syntetizované ľudská bytosť prostredníctvom rôznych chemických procesov, pri ktorých je väzba monomérov kontrolovaná, zosilnená alebo urýchľovaná.
Sú obzvlášť dôležité v petrochemickom priemysle a v derivátoch Ropa, z ktorých získavame dôležité organické materiály polymérneho typu, ako väčšina plastov (polyetylén, PCV), syntetické vlákna (polyester, nylon) alebo pokročilé materiály technológie (ako uhlíkové nanorúrky).