Makromolekula

Ukázka biomakromolekuly (nukleová kyselina DNA) Makromolekula (latinsky makro- + moles, česky velká jednotka hmotnosti) je rozsáhlá molekula, zpravidla s velkou molární hmotností (obvykle vyšší než 10 000 g·mol−1). Atomy v makromolekule jsou vázány kovalentními vazbami. Molekuly jsou vázány mezimolekulárními Van der Waalsovými silami, které výrazně ovlivňují chování makromolekul.

Makromolekula vzniká z monomerů (nízkomolekulární látka - samostatné atomy, molekuly či skupiny molekul) složitými chemickými reakcemi, které se nazývají polyreakce nebo polymerizační reakce. Počet monomerů nebo jenom merů (opakující se stavební jednotky v makromolekule) se nazývá polymerační stupeň. +more Sloučeniny s nízkým polymeračním stupněm (do 10) jsou označovány oligomery, s vyšším polymeračním stupněm (10 až miliony) polymery.

Základem živé hmoty v přírodě jsou biomakromolekuly. Nejběžnějšími biomakromolekulami jsou biopolymery (nukleové kyseliny, bílkoviny a sacharidy) a velké nepolymerní molekuly (lipidy, makrocykly nebo nanogely).

Uměle vyrobené makromolekuly se nazývají syntetické makromolekuly a jsou to například plasty (polyvinylchlorid (PVC), polyethylentereftalát (PET), polystyren (PS) a další) nebo syntetická vlákna (polyolefinová (PE), polyakrylonitrilová (PAN), polyesterová (PES), polyamidová (PA), polyimidová (PI) a další).

Termín makromolekula zavedl nositel Nobelovy ceny Hermann Staudinger (1881-1965) na začátku 20. století pro sloučeniny s vysokým obsahem molekul a více než 1 000 atomů. +more V současnosti se studiem makromolekul zabývá makromolekulární chemie.

Geometrické uspořádání

Lineární uspořádání Pro geometrické uspořádání makromolekuly (také konformace makromolekuly) je typická řetězová struktura, v níž je chemickými vazbami spojen velký počet stejných nebo různých opakujících se nízkomolekulárních stavebních (také strukturních) jednotek. +more Způsob vzniku makromolekuly se nazývá polymerizace.

Na prostorovém uspořádání strukturních jednotek v řetězci jsou značně závislé vlastnosti makromolekulárních látek. Rozeznáváme tato základní geometrická uspořádání: +moresvg|náhled|96x96pixelů'>Rozvětvené uspořádání.

* lineární uspořádání - vzniká polymerizací sloučenin s dvojnými vazbami (například termoplasty). * rozvětvené uspořádání - vzniká polymerizací sloučenin s trojnými vazbami. +more Postranní řetězce vznikají rozbitím trojných vazeb (například elastomery). * Prostorově síťovanéprostorově síťované uspořádání - vzniká také polymerizací sloučenin s trojnými vazbami. Místo bočních řetězců dochází k prostorovému propojení. Takový materiál je pak při slabém zesílení pružný a tažný, při velkém zesílení tvrdý, netavitelný a nerozpustný (například reaktoplasty).

Původ makromolekul

Přírodní (také biomakromolekuly nebo biopolymery)

Uhlovodíky, například stavební složka přírodního kaučuku (cis-1,4-polyisopren) * Lignin, stavební složka dřeva * Polynukleotidy, stavební složka nukleových kyselin (DNA, RNA) * Polysacharidy, stavební složka škrobu a celulózy * Proteiny, stavební složka živých organismů (například kolagen, enzymy, protilátky)

Polosyntetické (také polosyntetické polymery)

Acetátová vlákna (hedvábí) * Viskózová vlákna (celuloid) * Vulkanizovaný kaučuk (pryž, guma)

Syntetické (také syntetické polymery)

Polystyren (PS), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid (PA) * Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylentereftalát (PET) * Silikon

Důležité biomakromolekuly

Struktura bílkoviny - od primární, sekundární, terciární až po kvartérní Všechny živé organismy potřebují pro své biologické funkce tři základní biomakromolekuly - DNA, RNA a bílkoviny. +more Každá z těchto molekul je nezbytná pro život, protože každá z nich hraje v buňce odlišnou a nenahraditelnou roli. Velmi zjednodušeně platí, že DNA vytváří RNA a RNA pak vytváří bílkoviny.

DNA, RNA a bílkoviny se skládají z opakující se struktury příbuzných stavebních bloků (nukleotidy v případě DNA a RNA, aminokyseliny v případě bílkovin). Lze na ně pohlížet jako na velmi dlouhou šňůru korálků, přičemž každý korálek představuje jeden nukleotid (DNA a RNA) nebo jednu aminokyselinu (bílkoviny), které jsou spojené dohromady kovalentními chemickými vazbami.

Obecně jsou to nerozvětvené polymery, tedy řetězce. Ale ve většině případů mají monomery v řetězci bílkovin a nukleových kyselin silný sklon k interakci s jinými aminokyselinami nebo nukleotidy. +more Vytvářejí tak nejenom řetězce, ale shlukují se do dalších struktur. Ty jsou pak popisovány jako primární, sekundární, terciární a kvartérní.

Související články

polymerace * oligomery * polymery * biologické makromolekuly * plasty * syntetická vlákna

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Molekuly Kategorie:Makromolekulární chemie