macromolécules

Chimie

2022

Nous expliquons ce que sont les macromolécules, leurs fonctions et leurs types de structure. A cela s'ajoutent des macromolécules naturelles et synthétiques.

Une macromolécule peut être constituée de centaines de milliers d'atomes.

Que sont les macromolécules ?

Les macromolécules sont des molécules de taille énorme, c'est-à-dire qu'elles sont constituées de milliers ou de centaines de milliers de atomes. Ils peuvent être de nature biologique, résultat des processus qui se produisent dans les organismes vivants, ou synthétiques, produits par le être humain dans des laboratoires chimiques ou biologiques.

Le terme macromolécules a été inventé en 1920 par Hermann Staudinger, lauréat du prix Nobel de Chimie. À l'époque, il appelait les macromolécules molécules ils pesaient plus de 10 000 daltons de masse atomique, bien qu'ils puissent peser beaucoup plus.

Les macromolécules constituées d'unités de molécules plus petites (appelées monomères) qui se répètent dans toute leur structure sont appelées polymères. Les polymères peuvent également être naturels ou synthétiques, par exemple, protéine, Les acides nucléiques et les glucides sont des polymères naturels, tandis que les glucides plastiques et les fibres synthétiques sont des polymères synthétiques.

Il est important de comprendre la différence entre macromolécule et polymère, car bien qu'ils soient tous les deux gros, ils ne sont pas exactement les mêmes. Il existe des macromolécules qui ne sont pas des polymères, car elles ne sont pas constituées d'une unité moléculaire répétitive (monomère), bien qu'elles soient encore de grande taille. Par example, graisses et les macrocycles sont des macromolécules, mais ce ne sont pas des polymères. D'autre part, il existe certains polymères moyens, c'est-à-dire que leur taille n'est pas aussi grande que celle d'une macromolécule.

Fonctions des macromolécules

Les macromolécules peuvent avoir des fonctions très différentes selon celle dont on parle. Par exemple, les macromolécules de glucose sont une source d'énergie pour les organismes vivants.

Un exemple très différent est la macromolécule d'ADN, qui est essentiellement un dispositif de mémoire cellulaire utilisé pour synthétiser des protéines ou pour répliquer des cellules.

D'autre part, les protéines remplissent des fonctions structurelles et de transport et peuvent également agir comme catalyseurs.

Les macromolécules synthétiques, telles que les polymères de polyéthylène et de nylon, sont largement utilisées dans industrie chimique pour fabriquer des matières plastiques ou comme isolants.

Structure des macromolécules

L'ADN est une macromolécule linéaire.

Les macromolécules, en général, sont composées d'unités moléculaires plus petites qui sont liées par des liaisons covalentes, par des liaisons hydrogène, par Forces de Van der Waals ou par des interactions hydrophobes. Dans tous les cas, ils composent de grandes structures moléculaires qui contiennent des milliers d'atomes disposés en séquences fixes, résultant en des composés de très haut poids moléculaire.

De plus, selon leur structure, les macromolécules peuvent être :

  • Linéaire Quand ils forment de longues chaînes qui répètent un certain ordre de monomères, réunis par la tête et la queue.
  • Branché. Lorsque chaque monomère peut rejoindre d'autres chaînes, formant des branches (comme des arbres) de tailles différentes à une certaine distance de la chaîne principale.

D'autre part, les macromolécules peuvent être classées selon leur composition en :

  • Homopolymères. Ils sont constitués d'un seul type de monomère qui se répète dans toute sa structure moléculaire.
  • Copolymères. Ils sont constitués de plusieurs types de monomères.

Importance des macromolécules

Les macromolécules se distinguent des autres molécules naturelles et synthétiques en ce qu'elles ont une énorme le volume et le poids moléculaire. En conséquence, ses propriétés sont plus complexes et utiles que celles d'autres molécules. Par exemple, les polymères synthétiques permettent la création de nouveaux matériaux avec des applications imprévues.

D'autre part, certaines macromolécules biologiques effectuent des tâches complexes, soit en tant qu'apporteur de matière et/ou de énergie pour d'autres processus, ou comme mécanismes d'action biochimie, comme pour l'insuline, l'hormone de régulation du sucre du corps humain, composée de 51 acides aminés.

Macromolécules naturelles

Le glucose est une macromolécule naturelle qui sert de source d'énergie.

Les macromolécules naturelles sont généralement composés très spécifiques qui remplissent des fonctions vitales. Dans certains cas, ils fonctionnent comme un intrant métabolique (comme les glucides) et dans d'autres, ce sont des molécules structurelles (comme les glucides). lipides).

Ils sont également des acteurs clés dans des processus extrêmement complexes, tels que la ADN et le ARN, impliqué dans la réplication cellulaire ou mitose. Quelques exemples simples de macromolécules naturelles sont l'amidon, cellulose, glycogène, fructose, glucose ou lignine présents dans le bois.

Macromolécules synthétiques

Les molécules synthétiques sont, comme leur nom l'indique, celles synthétisées artificiellement par le être humain par divers processus chimiques dans lesquels la liaison des monomères est contrôlée, améliorée ou accélérée.

Ils sont particulièrement importants dans l'industrie pétrochimique et dans les dérivés de la Pétrole, d'où l'on obtient d'importants Matières organiques type polymère, comme la plupart des plastiques (polyéthylène, PCV), fibres synthétiques (polyester, nylon) ou des matériaux avancés La technologie (comme les nanotubes de carbone).

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