炭水化物、脂質、タンパク質、核酸など、特定の形状と機能を持つ大きな有機分子は高分子と呼ばれます。その巨大なサイズの結果として、高分子は 10,000 以上またはそれ以上の原子で構成されています。
高分子は本質的に極性があり、その頭と尾は異なる物理的および化学的特性を持っています。
モノマー
より大きな化合物 (ポリマー) を形成するための構成要素として機能する分子。このコンテキストでは、非常に大きな分子や複数の原子で構成されるものを分子と呼びます。
1920 年に Herman Staudinger によって造語されました。
ポリマーは、高分子を説明するために使用される別の名前です。
炭素、水素、酸素などの分子ポリマーが重合して、これらの複合材料を形成します。
高分子のモノマー単位も例外ではありません。
高分子の種類
哺乳類のシステムは、生体高分子をタンパク質、核酸、脂質の 3 つのカテゴリに分類します。
- 炭水化物
- 核酸
- タンパク質
- 脂質
これらは、コースとクラスのさまざまなコンポーネントに分かれています。
3 種類の立体構造のそれぞれについて、立体構造の組織化原理は同じであるため、これらをまとめて考えることができます。
炭水化物
炭水化物は、炭素、水素、および酸素の原子と分子で構成されるポリマーです。
単糖類、二糖類、多糖類の 3 種類に分けることができます。
炭水化物は、でんぷん、果物、野菜、牛乳、お菓子など、さまざまな食品に含まれています。
これらは、バランスの取れた食事のための重要な栄養素源です。
核酸
DNA と RNA は核酸であり、DNA と RNA に見られるヌクレオチドのポリマーです。
ヌクレオチドは、ペントース基、リン酸基、および窒素塩基の 3 つの異なる基で構成されています。
DNA 分子には、祖先に関するすべての情報が含まれています。
DNA は、合成プロセスを通じて RNA とタンパク質に変換されます。
タンパク質
タンパク質は、より大きな構造に組み立てられたアミノ酸のポリマーです。
カルボキシルおよびアミノ基は、そのような基の例である。
合成に必要な酵素はタンパク質ベースの化合物であるため、タンパク質なしで脂質や炭水化物を持つことは不可能です.
脂質
脂質は疎水性の高分子のグループで、水に溶けません。
トリグリセリド、カロテノイド、リン脂質、およびステロイドは、関与する物質の中にあります.
細胞膜の生成、ホルモンの生成、および燃料の貯蔵はすべて、とりわけこれらの物質によって促進されます。
高分子の例
合成繊維、ナイロン、レーヨン、スパンデックスのみが存在します。
これらは一連の手順で作成されます:
モノマー間で反応が起こり、プレポリマーまたは液体の原始高分子が生成されます。
遺伝情報の伝達
DNA は、遺伝物質をコードする核酸を含む遺伝物質です。
DNAは遺伝物質の一種です。
その結果、DNA はもはや無傷ではなく、残っているヌクレオチドが、減数分裂中に母から娘に遺伝情報を渡す役割を担っています。
モノマーとポリマーは 2 種類の材料です。
高分子は本質的にポリマーであり、モノマーとして知られる分子サブユニットの長い鎖が結合したものです。
自然界には、炭水化物、タンパク質、および核酸の長いポリマーが見られます。それらは高分子であり、サイズが大きいため、高分子と呼ばれます。
産業部門における高分子アプリケーション
生物学的高分子を除いて、産業部門に不可欠な 3 つの主要な種類の高分子があります。
プラスチック、繊維、エラストマーはそのような材料の例です。
柔軟で弾力性のある高分子であるエラストマーは、ポリマーの一種です。
伸縮性があるため、ヘアバンドやウエストゴムなど、さまざまなアイテムに使用できます。
これらの物体は伸ばすことができ、張力が解放されると元の形に戻ります。
繊維高分子は私たちが身に着けています。
ナイロン、ポリエステル、アクリルなどのさまざまな生地が、ブラウスからベルト、シャツ、靴まで、あらゆるものに使用されています.
ウール、コットン、シルクは天然繊維の例です.
その結果、私たちが日常的に利用する多くの物体に高分子が含まれています。
ほとんどのプラスチックは、さまざまなポリマーのモノマー単位を結合してポリマー鎖を形成する、重合と呼ばれるプロセスによって製造されます。
プロパティ
物理的性質に関して言えば、高分子はしばしば、より小さな分子では見られない特徴を示します。
より小さな分子には当てはまらない別のよくある高分子特性は、水や他の同等の溶媒に相対的に不溶性であるため、溶液ではなくコロイドが形成されます。
それらの多くは、水に溶解するために塩または特定のイオンを追加する必要があります。
同様に、多くのタンパク質は、その構造に応じて、溶液の溶質濃度が高すぎたり低すぎたりすると変性します.
高分子の密集は、溶液中に高濃度の高分子が存在する場合に発生し、溶液中の他の高分子の反応の速度と平衡定数を変化させる影響があります。
溶液の体積のかなりの部分が高分子によって排除され、その結果、高分子によって排除された分子の有効濃度が増加します。
結論
高分子とは、タンパク質などの非常に巨大な分子です。
それらは、共有結合された何千もの原子で構成されています。多くの高分子は、結合してポリマーを形成するモノマーとして知られるより小さな分子で構成されています。
一般的な生体高分子 (核酸、タンパク質、炭水化物) と脂質、ナノゲル、大環状分子などの巨大な非高分子は、生化学の分野で最も頻繁に遭遇する大きな高分子です。
高分子には、合成繊維やカーボン ナノチューブなどの実験材料が含まれます。これらは両方とも、私たちが高分子と呼ぶものの例です。
