- Kas ir makromolekulas?
- Makromolekulu funkcijas
- Makromolekulu uzbūve
- Makromolekulu nozīme
- Dabiskās makromolekulas
- Sintētiskās makromolekulas
Mēs izskaidrojam, kas ir makromolekulas, to funkcijas un struktūras veidi. Turklāt dabiskās un sintētiskās makromolekulas.
Makromolekulu var veidot simtiem tūkstošu atomu.Kas ir makromolekulas?
Makromolekulas ir milzīga izmēra molekulas, tas ir, tās sastāv no tūkstošiem vai simtiem tūkstošu atomi. Tie var būt bioloģiski, dzīvos organismos notiekošo procesu rezultāts vai sintētiski, ko ražo cilvēks ķīmiskajās vai bioloģiskajās laboratorijās.
Terminu makromolekulas 1920. gadā ieviesa Nobela prēmijas laureāts Hermanis Štaudingers. Ķīmija. Toreiz viņš sauca makromolekulas kā molekulas tie svēra vairāk nekā 10 000 daltonu atommasas, lai gan tie var svērt daudz vairāk.
Makromolekulas, kas sastāv no mazāku molekulu vienībām (sauktas par monomēriem), kas atkārtojas, veidojot visu to struktūru, sauc. polimēri. Polimēri var būt arī dabiski vai sintētiski, piemēram, olbaltumvielas, nukleīnskābes un ogļhidrāti ir dabiski polimēri, savukārt ogļhidrāti plastmasas un sintētiskās šķiedras ir sintētiski polimēri.
Ir svarīgi saprast atšķirību starp makromolekulu un polimēru, jo, lai gan tie abi ir lieli, tie nav gluži vienādi. Ir makromolekulas, kas nav polimēri, jo tās nesastāv no atkārtotas molekulāras vienības (monomēra), lai gan tās joprojām ir lielas. Piemēram, tauki un makrocikli ir makromolekulas, bet tie nav polimēri. No otras puses, ir daži vidēji polimēri, tas ir, to izmērs nav tik liels kā makromolekulai.
Makromolekulu funkcijas
Makromolekulām var būt ļoti dažādas funkcijas atkarībā no tā, par kuru no tām ir runa. Piemēram, glikozes makromolekulas ir enerģijas avots dzīvie organismi.
Ļoti atšķirīgs piemērs ir DNS makromolekula, kas būtībā ir šūnu atmiņas ierīce, ko izmanto proteīnu sintezēšanai vai šūnu replicēšanai.
No otras puses, proteīni pilda strukturālās un transporta funkcijas un var darboties arī kā katalizatori.
Sintētiskās makromolekulas, piemēram, polietilēna un neilona polimērus, tiek plaši izmantotas ķīmiskā rūpniecība plastmasas ražošanai vai kā izolatoriem.
Makromolekulu uzbūve
Makromolekulas kopumā sastāv no mazākām molekulārām vienībām, kuras ir saistītas ar kovalentās saites, ar ūdeņraža saitēm, ar Van der Vālsa spēki vai ar hidrofobu mijiedarbību. Visos gadījumos tie veido lielas molekulārās struktūras, kas satur tūkstošiem atomu, kas sakārtoti fiksētās secībās, kā rezultātā veidojas savienojumi ar ļoti augstu molekulmasu.
Turklāt, atkarībā no to struktūras, makromolekulas var būt:
- Lineārs Kad tie veido garas ķēdes, kas atkārto noteiktu monomēru secību, kas savienotas ar galvu un asti.
- Sazarots. Kad katrs monomērs var pievienoties citām ķēdēm, veidojot dažāda lieluma zarus (piemēram, kokus) noteiktā attālumā no galvenās ķēdes.
No otras puses, makromolekulas var klasificēt pēc to sastāva:
- Homopolimēri. Tie sastāv no viena veida monomēra, kas atkārtojas visā savā molekulārajā struktūrā.
- Kopolimēri. Tie sastāv no vairāk nekā viena veida monomēra.
Makromolekulu nozīme
Makromolekulas no citām dabiskajām un sintētiskajām molekulām atšķiras ar to, ka tām ir milzīgas apjoms un molekulmasu. Līdz ar to tā īpašības ir sarežģītākas un noderīgākas nekā citām molekulām. Piemēram, mākslīgie polimēri ļauj radīt jaunus materiālus ar neparedzētiem pielietojumiem.
No otras puses, noteiktas bioloģiskas makromolekulas veic sarežģītus uzdevumus vai nu kā materiāla un/vai Enerģija citiem procesiem vai kā darbības mehānismiem bioķīmija, tāpat kā ar insulīnu, cilvēka ķermeņa cukuru regulējošo hormonu, kas sastāv no 51 aminoskābes.
Dabiskās makromolekulas
Dabiskās makromolekulas parasti ir savienojumi ļoti specifiski, kas pilda dzīvībai svarīgas funkcijas. Dažos gadījumos tie darbojas kā vielmaiņas ievade (piemēram, ogļhidrāti), bet citos tās ir strukturālas molekulas (piemēram, ogļhidrāti). lipīdi).
Viņi ir arī galvenie dalībnieki ārkārtīgi sarežģītos procesos, piemēram, DNS un RNS, kas piedalās šūnu replikācijā vai mitoze. Daži vienkārši dabisko makromolekulu piemēri ir ciete, celuloze, kokā esošais glikogēns, fruktoze, glikoze vai lignīns.
Sintētiskās makromolekulas
Sintētiskās molekulas, kā norāda to nosaukums, ir tās, kuras mākslīgi sintezē cilvēks izmantojot dažādus ķīmiskus procesus, kuros monomēru saistīšanās tiek kontrolēta, pastiprināta vai paātrināta.
Tie ir īpaši svarīgi naftas ķīmijas rūpniecībā un naftas atvasinātajos produktos Nafta, no kā mēs iegūstam svarīgu organiskie materiāli polimēru tips, tāpat kā lielākā daļa plastmasas (polietilēns, PCV), sintētiskās šķiedras (poliesters, neilons) vai uzlabotiem materiāliem tehnoloģija (piemēram, oglekļa nanocaurules).