- Cosa sono le macromolecole?
- Funzioni delle macromolecole
- Struttura delle macromolecole
- Importanza delle macromolecole
- Macromolecole naturali
- Macromolecole sintetiche
Spieghiamo cosa sono le macromolecole, le loro funzioni e i loro tipi di struttura. Inoltre, macromolecole naturali e sintetiche.
Una macromolecola può essere composta da centinaia di migliaia di atomi.Cosa sono le macromolecole?
Le macromolecole sono molecole di dimensioni enormi, cioè sono costituite da migliaia o centinaia di migliaia di atomi. Possono essere di natura biologica, risultato dei processi che avvengono negli organismi viventi, o sintetici, prodotti dal essere umano in laboratori chimici o biologici.
Il termine macromolecole è stato coniato nel 1920 da Hermann Staudinger, premio Nobel nel Chimica. Allora si riferiva alle macromolecole come molecole pesavano più di 10.000 dalton di massa atomica, sebbene possano pesare molto di più.
Le macromolecole che sono costituite da unità di molecole più piccole (chiamate monomeri) che si ripetono costituendo la loro intera struttura sono chiamate polimeri. I polimeri possono anche essere naturali o sintetici, ad esempio proteina, il acidi nucleici e i carboidrati sono polimeri naturali, mentre i carboidrati plastica e le fibre sintetiche sono polimeri sintetici.
È importante capire la differenza tra macromolecola e polimero, perché sebbene siano entrambi grandi, non sono esattamente gli stessi. Esistono macromolecole che non sono polimeri, perché non sono costituite da un'unità molecolare ripetitiva (monomero), sebbene siano ancora grandi. Per esempio, grassi e i macrocicli sono macromolecole, ma non sono polimeri. D'altra parte, ci sono alcuni polimeri medi, cioè la loro dimensione non è grande come quella di una macromolecola.
Funzioni delle macromolecole
Le macromolecole possono avere funzioni molto diverse, a seconda di quale si tratta. Ad esempio, le macromolecole di glucosio sono una fonte di energia per organismi viventi.
Un esempio molto diverso è la macromolecola del DNA, che è fondamentalmente un dispositivo di memoria cellulare utilizzato per sintetizzare proteine o per replicare cellule.
D'altra parte, le proteine svolgono funzioni strutturali e di trasporto e possono anche agire come catalizzatori.
Le macromolecole sintetiche, come i polimeri di polietilene e nylon, sono ampiamente utilizzate in industria chimica per realizzare plastiche o come isolanti.
Struttura delle macromolecole
Le macromolecole, in generale, sono composte da unità molecolari più piccole collegate da legami covalenti, da legami idrogeno, da Forze di Van der Waals o da interazioni idrofobiche. In tutti i casi, compongono grandi strutture molecolari che contengono migliaia di atomi disposti in sequenze fisse, risultando in composti di peso molecolare molto elevato.
Inoltre, a seconda della loro struttura, le macromolecole possono essere:
- Lineare Quando formano lunghe catene che ripetono un certo ordine di monomeri, uniti tra loro da capo e coda.
- Ramificato. Quando ogni monomero può unirsi ad altre catene, formando rami (come alberi) di diverse dimensioni ad una certa distanza dalla catena principale.
Le macromolecole, invece, possono essere classificate in base alla loro composizione in:
- Omopolimeri. Sono costituiti da un unico tipo di monomero che si ripete in tutta la sua struttura molecolare.
- Copolimeri. Sono costituiti da più di un tipo di monomero.
Importanza delle macromolecole
Le macromolecole si distinguono dalle altre molecole naturali e sintetiche in quanto hanno un enorme volume e peso molecolare. Di conseguenza, le sue proprietà sono più complesse e utili di quelle di altre molecole. Ad esempio, i polimeri artificiali consentono la creazione di nuovi materiali con applicazioni impreviste.
D'altra parte, alcune macromolecole biologiche svolgono compiti complessi, sia come contributore di materiale e/o di Energia per altri processi, o come meccanismi di azione biochimica, come con l'insulina, l'ormone regolatore dello zucchero del corpo umano, composto da 51 amminoacidi.
Macromolecole naturali
Le macromolecole naturali sono di solito composti molto specifici che svolgono funzioni vitali. In alcuni casi funzionano come input metabolici (come i carboidrati) e in altri sono molecole strutturali (come i carboidrati). lipidi).
Sono anche attori chiave in processi estremamente complicati, come il DNA e il RNA, coinvolto nella replicazione cellulare o mitosi. Alcuni semplici esempi di macromolecole naturali sono l'amido, cellulosa, glicogeno, fruttosio, glucosio o lignina presenti nel legno.
Macromolecole sintetiche
Le molecole sintetiche sono, come suggerisce il nome, quelle sintetizzate artificialmente dal essere umano attraverso vari processi chimici in cui il legame dei monomeri è controllato, potenziato o accelerato.
Sono particolarmente importanti nell'industria petrolchimica e nei derivati del Petrolio, da cui si ricava importante materiali organici tipo polimerico, come la maggior parte delle plastiche (polietilene, PCV), fibre sintetiche (poliestere, nylon) o materiali avanzati tecnologia (come i nanotubi di carbonio).