Ein Dimer ist eine chemische Verbindung, die aus zwei strukturell ähnlichen Monomeren oder Untereinheiten besteht. Zwei ähnliche Moleküle, die miteinander verbunden sind, bilden ein Dimer, während viele ähnliche Moleküle, die miteinander verbunden sind, ein Polymer bilden würden. Dimere werden üblicherweise durch kovalente oder Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten. Sie sind oft in den Bereichen der Biochemie und insbesondere der Medizin von Bedeutung, wo sie an der Diagnose bestimmter Krankheiten beteiligt sind.
Ein Beispiel für ein Dimer, das durch Wasserstoffbrückenbindung gebildet wird, ist das Wasserdimer. Das Wassermolekül, das aus zwei dreieckig angeordneten Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht, ist ein polares Molekül – mit anderen Worten, es findet eine elektrische Ladungstrennung über seine Molekülstruktur statt. Elektronen, die eine negative Ladung tragen, sind am Sauerstoffende des Moleküls stärker konzentriert als am Wasserstoffende. Das bedeutet, dass das Wasserstoffende eine positive Ladung trägt, während das Sauerstoffende eine negative Ladung trägt. Zwei Wassermoleküle verbinden sich durch Wasserstoffbrücken, wenn das Wasserstoffende eines Moleküls vom Sauerstoffende des anderen angezogen wird.
Carbonsäuren sind eine andere Art chemischer Verbindungen, die dazu neigen, durch Wasserstoffbrückenbindungen stabile Dimere zu bilden. Diese organischen Säuren enthalten eine oder mehrere Carboxylgruppen, eine Molekülstruktur bestehend aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Essigsäure, die in Essig vorkommt, bildet im kristallinen und gasförmigen Zustand Dimere. Carbonsäuren sieden bei höheren Temperaturen als Wasser, da mehr Energie benötigt wird, um ihre stärkeren Strukturen zu verdampfen.
Dimere Säuren, Moleküle, die mit Carbonsäuren verwandt sind, sind in industriellen Anwendungen wichtig. Diese Stoffe werden aus Fettsäuren hergestellt und können in Klebstoffen, Harzen, Schmiermitteln und Heizöl verwendet werden. Der Hauptbestandteil der Dimersäure ist Stearinsäure, ein organisches Molekül, das in pflanzlichen und tierischen Fetten vorkommt und auch kommerziell für Laborzwecke verkauft wird.
In der Medizin sind Dimere ein wichtiges Instrument zur Diagnose von Thrombosen, einem Zustand, bei dem ein Blutgerinnsel in einer Vene den Kreislauf behindert. Das Gerinnsel ist auf der Grundlage vernetzter Proteinfragmente aufgebaut, die dann abgebaut werden, um eine zugrunde liegende Struktur, das sogenannte D-Dimer, zu enthüllen. Erhöhte D-Dimer-Werte im Blutkreislauf weisen auf die Bildung von Gerinnseln hin, was eine Thrombose zu einer wahrscheinlichen Diagnose macht.
Die Verknüpfung zwischen Struktureinheiten kann auch bei Desoxyribonukleinsäure (DNA) ein Problem darstellen, dem Molekül, das die genetische Information einer Zelle enthält. DNA, die aus sich wiederholenden Untereinheiten besteht, ist anfällig für Schäden durch ultraviolettes (UV) Licht. Die Einwirkung von UV-Licht kann dazu führen, dass zwei Untereinheiten der DNA durch kovalente Bindungen miteinander verschmelzen, wodurch ein Dimer entsteht. Diese Fusion macht es der Zelle unmöglich, die DNA richtig zu verarbeiten, was schließlich zu Mutationen und Hauterkrankungen wie Melanomen, einem gefährlichen Hautkrebs, führt.