Was ist ein Makromolekül?
Der Ausdruck "Makromolekül" wird mehrdeutig verwendet, um ein Molekül zu bezeichnen, das aus einer "großen Anzahl" von Atomen besteht, aber es werden immer mehr nur solche Moleküle verstanden, die aus mindestens 100 Atomen bestehen. Makromoleküle können auch weniger spezifisch als Polymere bezeichnet werden.
Der Großteil der Makromoleküle findet sich in der Biologie und Biochemie in Form langer Proteinketten und Nukleinsäuren wie DNA. Diese Klasse von Molekülen wird manchmal als Biomakromoleküle oder Biopolymere bezeichnet.
Es kommt selten vor, dass ein Metall oder Kristall als Makromolekül bezeichnet wird, selbst wenn mehr als hundert Atome miteinander verbunden sind. Üblicherweise wird der Begriff auf Kunststoffe angewendet, für die es unzählige Beispiele gibt.
Makromoleküle sind nicht einfach eine willkürliche Unterscheidung, da sie viele physikalische Eigenschaften aufweisen, die sie von gewöhnlichen Molekülen unterscheiden. Eine besonders interessante Eigenschaft ist ihre Unfähigkeit, sich ohne fremde Hilfe (z. B. in Form von Ionen oder Salzen) in Lösung zu lösen. Eine andere ist ihre Tendenz, leicht zu brechen, was häufig zu falschen Annahmen führt, wie beispielsweise der Behauptung in den 1950er Jahren, dass DNA niemals länger als 5.000 Basenpaare sein könnte. Obwohl wir jetzt wissen, dass dies furchtbar falsch ist (DNA-Stränge können in zig Millionen Basenpaaren vorliegen), haben Wissenschaftler zu der Zeit die DNA-Ketten jedes Mal gebrochen, wenn sie sie unter ein Mikroskop brachten.
Die Bestandteile eines Makromoleküls sind als Monomere bekannt. Nahezu alle Makromoleküle werden aus einer sehr kleinen Menge von nur etwa fünfzig Monomeren hergestellt. Durch die Verknüpfung in unterschiedlichen Konfigurationen ergibt diese kleine Menge jedoch eine extrem große Vielfalt an Makromolekülen.
Viele der Unterschiede zwischen Organismen lassen sich auf die unterschiedlichen Konfigurationen von Makromolekülen im Organismus zurückführen. Innerhalb eines einzelnen Organismus kann es sogar große Unterschiede zwischen den verschiedenen Makromolekülen geben.
Im Gebrauch kann sich "Makromolekül" auch auf Aggregate mehrerer Makromoleküle beziehen, die im Wesentlichen Supermakromoleküle produzieren. Diese Makromoleküle werden nicht durch chemische Bindung, sondern durch intermolekulare Kräfte zusammengehalten. Richtigerweise würde man diese Kombinationen als Makromolekülkomplexe und die Bestandteile als Untereinheiten bezeichnen.