البوليمرات البيولوجية هي جزيئات كبيرة تتكون من العديد من الجزيئات الأصغر المماثلة المترابطة معًا بطريقة تشبه السلسلة. تسمى الجزيئات الصغيرة الفردية مونومرات. عندما يتم ربط الجزيئات العضوية الصغيرة معًا ، يمكنها تكوين جزيئات أو بوليمرات عملاقة. تسمى هذه الجزيئات العملاقة أيضًا الجزيئات الكبيرة. يتم استخدام البوليمرات الطبيعية في البناء الانسجة ومكونات أخرى في كائنات حية.
بشكل عام ، يتم إنتاج جميع الجزيئات الكبيرة من مجموعة صغيرة من حوالي 50 مونومرات. تختلف الجزيئات الكبيرة المختلفة بسبب ترتيب هذه المونومرات. من خلال تغيير التسلسل ، يمكن إنتاج مجموعة كبيرة جدًا من الجزيئات الكبيرة. في حين أن البوليمرات مسؤولة عن "تفرد" الجزيء للكائن الحي ، فإن المونومرات الشائعة تكاد تكون عالمية.
الاختلاف في شكل الجزيئات الكبيرة مسؤول إلى حد كبير عن التنوع الجزيئي. يمكن تتبع الكثير من الاختلافات التي تحدث داخل الكائن الحي وبين الكائنات الحية في نهاية المطاف إلى الاختلافات في الجزيئات الكبيرة. يمكن أن تختلف الجزيئات من زنزانة إلى الخلية في نفس الكائن الحي ، وكذلك من نوع إلى آخر.
هناك أربعة أنواع أساسية من الجزيئات البيولوجية: الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية. تتكون هذه البوليمرات من مونومرات مختلفة وتخدم وظائف مختلفة.
في حين أن هناك اختلافًا بين أنواع البوليمرات البيولوجية الموجودة في الكائنات الحية المختلفة ، فإن الآليات الكيميائية لتجميعها وتفكيكها هي نفسها إلى حد كبير عبر الكائنات الحية.
ترتبط المونومرات بشكل عام معًا من خلال عملية تسمى توليف الجفاف ، بينما البوليمرات يتم تفكيكها من خلال عملية تسمى التحلل المائي. كل من هذه التفاعلات الكيميائية تنطوي على الماء.
في تركيب الجفاف ، تتشكل الروابط التي تربط المونومرات معًا بينما تفقد جزيئات الماء. في التحلل المائي ، يتفاعل الماء مع بوليمر مما يؤدي إلى كسر الروابط التي تربط المونومرات ببعضها البعض.
على عكس البوليمرات الطبيعية ، الموجودة في الطبيعة ، الاصطناعية البوليمرات من صنع البشر. وهي مشتقة من النفط النفطي وتشمل منتجات مثل النايلون والمطاط الصناعي والبوليستر والتفلون والبولي إيثيلين والإيبوكسي.
البوليمرات الاصطناعية لها عدد من الاستخدامات وتستخدم على نطاق واسع في المنتجات المنزلية. وتشمل هذه المنتجات الزجاجات والأنابيب والحاويات البلاستيكية والأسلاك المعزولة والملابس والألعاب والمقالي غير اللاصقة.