Was sind Biopolymere?
Ein Biopolymer ist ein beliebiges organisches Polymer. Biopolymere gibt es schon seit Milliarden von Jahren als synthetische Polymere wie Kunststoffe. Bekannte Biopolymere umfassen Stärke, Proteine und Peptide, DNA und RNA. Zusammen machen sie einen großen Teil unseres Körpers und den größten Teil der Biosphäre aus.
Ein Polymer ist ein beliebiges kettenartiges Molekül, das aus einer sich wiederholenden Einheit besteht, die als Monomer bezeichnet wird. Monomere vereinigen sich in einem als Polymerisation bezeichneten Prozess zu Polymeren. Das Biopolymer der DNA ist wohl das wichtigste - es ist das Mittel, mit dem Körperpläne und deren neu auftretendes Verhalten von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden.
Das Stärkepolymer besteht aus Zuckermonomeren. Wenn Sie Stärke konsumieren, wird diese im Körper in Zucker zerlegt. Stärke bietet im Gegensatz zu schneller metabolisierten Zuckern eine Form der Ernährung mit verlängerter Freisetzung.
Protein- und Peptid-Biopolymere enthalten Aminosäuren als Bestandteile. Aus diesem Grund werden Aminosäuren oft als "Bausteine des Lebens" bezeichnet. DNA und RNA bestehen aus Nukleinsäuren, die sich in präzisen Mustern abwechseln, um große Datenmengen zu kodieren.
Biopolymere wie Polyester und Polymere auf Stärkebasis werden als umweltfreundliche Alternative zu Polymeren auf Erdölbasis forciert, deren biologischer Abbau Tausende von Jahren in Anspruch nehmen kann. Biopolymere können ohne toxische Nebenprodukte hergestellt werden und sind schnell biologisch abbaubar, wodurch ein minimaler menschlicher Fußabdruck für die Umwelt entsteht.
Im Gegensatz zu synthetischen Polymeren haben Biopolymere eine klar definierte Struktur. Vielleicht liegt dies daran, dass die Evolution dazu neigt, chemische Reaktionen und Strukturen auszuwählen, die weitgehend vorhersehbar sind. Biopolymere haben ein gleichmäßig verteiltes Molekulargewicht und werden nach einem templatgesteuerten Verfahren hergestellt.
Polymere sind sehr komplexe Moleküle. Ihre gute Modellierung erfordert eine enorme Menge an Rechenleistung. Aus diesem Grund fangen wir erst an, die genauen Details der Funktionsweise von Biopolymeren im Körper zu lernen. Diese Polymere weisen komplexe Faltungsmuster auf, einschließlich Sekundär- und Tertiärstrukturen, die sich aus den Eigenschaften der Primärstruktur ergeben. In einem ausreichend leistungsstarken Mikroskop sieht ein Biopolymer aus wie ein aufgerollter Fadenballen oder eine lange Wurmkette.