Co to są biopolimery?

Biopolimer to dowolny polimer organiczny. Biopolimery istnieją od miliardów lat dłużej niż syntetyczne polimery, takie jak tworzywa sztuczne. Dobrze znane biopolimery obejmują skrobię, białka i peptydy, DNA i RNA. Razem stanowią one wiele naszych ciał i większość biosfery.

Polimer to dowolna łańcuchowa cząsteczka złożona z powtarzającej się jednostki zwanej monomerem. Monomery łączą się w polimery w procesie zwanym polimeryzacją. Biopolimer DNA jest prawdopodobnie najważniejszy - jest to sposób, w jaki plany ciała i ich nowe zachowania są przekazywane rodzicom na potomstwo.

Polimer skrobi składa się z monomerów cukrowych. Kiedy spożywasz skrobię, rozkłada się ona na cukier w organizmie. Skrobia zapewnia formę odżywiania o przedłużonym uwalnianiu w przeciwieństwie do szybciej metabolizowanych cukrów.

Biopolimery białkowe i peptydowe zawierają aminokwasy jako składniki. Właśnie dlatego aminokwasy są często nazywane „budulcem życia”. DNA i RNA składają się z kwasów nukleinowych, które zmieniają się w precyzyjnych wzorach, aby kodować duże ilości danych.

Biopolimery, takie jak poliester i polimery na bazie skrobi, są wypychane jako przyjazna dla środowiska alternatywa dla polimerów na bazie ropy naftowej, których biodegradacja może potrwać tysiące lat. Biopolimery można wytwarzać bez toksycznych produktów ubocznych i szybko ulegają biodegradacji, pozostawiając minimalny ślad dla środowiska.

W przeciwieństwie do polimerów syntetycznych biopolimery mają zwykle dobrze określoną strukturę. Być może dzieje się tak, ponieważ ewolucja zwykle wybiera reakcje chemiczne i struktury, które są w dużej mierze przewidywalne. Biopolimery mają równomiernie rozłożony zestaw mas cząsteczkowych i są budowane przy użyciu procesu wzorowanego na szablonie.

Polimery są bardzo złożonymi cząsteczkami. Ich dokładne modelowanie wymaga ogromnych mocy obliczeniowych. Z tego powodu dopiero zaczynamy poznawać dokładne szczegóły działania biopolimerów w ciele. Polimery te mają złożone wzory składania, w tym struktury drugorzędowe i trzeciorzędowe, które powstają w oparciu o właściwości pierwotnej struktury. W wystarczająco silnym mikroskopie biopolimer wygląda jak zwinięta kula sznurka lub długi robakowy łańcuch.