Un biopolimero è un qualsiasi polimero organico. I biopolimeri esistono da miliardi di anni in più rispetto ai polimeri sintetici come la plastica. I biopolimeri ben noti includono amido, proteine e peptidi, DNA e RNA. Insieme, questi costituiscono gran parte dei nostri corpi e la maggior parte della biosfera.
Un polimero è una qualsiasi molecola a catena composta da un’unità ripetitiva chiamata monomero. I monomeri si fondono in polimeri in un processo chiamato polimerizzazione. Il biopolimero del DNA è probabilmente il più importante: è il mezzo attraverso il quale i piani corporei e i loro comportamenti emergenti vengono trasmessi dai genitori alla prole.
Il polimero dell’amido è costituito da monomeri di zucchero. Quando si consuma l’amido, viene scomposto in zucchero all’interno del corpo. L’amido fornisce una forma di nutrizione a rilascio prolungato in contrasto con gli zuccheri metabolizzati più rapidamente.
I biopolimeri proteici e peptidici hanno come costituenti gli amminoacidi. Questo è il motivo per cui gli amminoacidi vengono spesso definiti “i mattoni della vita”. DNA e RNA sono costituiti da acidi nucleici, che si alternano secondo schemi precisi per codificare grandi quantità di dati.
I biopolimeri come il poliestere e i polimeri a base di amido vengono proposti come un’alternativa ecologica ai polimeri a base di petrolio, che potrebbero richiedere migliaia di anni per biodegradarsi. I biopolimeri possono essere prodotti senza sottoprodotti tossici e si biodegradano rapidamente, lasciando un’impronta umana minima sull’ambiente.
A differenza dei polimeri sintetici, i biopolimeri tendono ad avere una struttura ben definita. Forse questo è dovuto al fatto che l’evoluzione tende a selezionare reazioni chimiche e strutture che sono ampiamente prevedibili. I biopolimeri hanno un insieme uniformemente distribuito di pesi molecolari e sono costruiti utilizzando un processo diretto da un modello.
I polimeri sono molecole molto complesse. Modellarli bene richiede grandi quantità di potenza di calcolo. Per questo motivo, stiamo solo iniziando a conoscere i dettagli precisi del modo in cui i biopolimeri operano all’interno del corpo. Questi polimeri hanno schemi di piegatura complessi, comprese strutture secondarie e terziarie che emergono in base alle proprietà della struttura primaria. In un microscopio sufficientemente potente, un biopolimero sembra una palla di spago arrotolata o una lunga catena di vermi.