Ein Biopolymer ist jedes organische Polymer. Biopolymere gibt es seit Milliarden von Jahren länger als synthetische Polymere wie Kunststoffe. Bekannte Biopolymere umfassen Stärke, Proteine und Peptide, DNA und RNA. Zusammen machen diese einen Großteil unseres Körpers und den Großteil der Biosphäre aus.
Ein Polymer ist ein kettenförmiges Molekül, das aus einer sich wiederholenden Einheit besteht, die als Monomer bezeichnet wird. Monomere koaleszieren in einem als Polymerisation bezeichneten Prozess zu Polymeren. Das Biopolymer der DNA ist wohl das wichtigste – es ist das Mittel, mit dem Körperpläne und ihre sich entwickelnden Verhaltensweisen von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden.
Das Stärkepolymer besteht aus Zuckermonomeren. Wenn Sie Stärke konsumieren, wird sie im Körper in Zucker zerlegt. Stärke bietet im Gegensatz zu schneller verstoffwechselten Zuckern eine Nahrungsform mit verlängerter Freisetzung.
Protein- und Peptidbiopolymere haben Aminosäuren als ihre Bestandteile. Aus diesem Grund werden Aminosäuren oft als „Bausteine des Lebens“ bezeichnet. DNA und RNA bestehen aus Nukleinsäuren, die sich in präzisen Mustern abwechseln, um große Datenmengen zu kodieren.
Biopolymere wie Polyester und stärkebasierte Polymere werden als umweltfreundliche Alternative zu erdölbasierten Polymeren vorangetrieben, deren biologischer Abbau Tausende von Jahren dauern kann. Biopolymere können ohne toxische Nebenprodukte hergestellt werden und schnell biologisch abbaubar sein, wobei sie einen minimalen menschlichen Fußabdruck in der Umwelt hinterlassen.
Im Gegensatz zu synthetischen Polymeren neigen Biopolymere zu einer wohldefinierten Struktur. Vielleicht liegt das daran, dass die Evolution dazu neigt, chemische Reaktionen und Strukturen auszuwählen, die weitgehend vorhersagbar sind. Biopolymere haben einen gleichmäßig verteilten Satz von Molekulargewichten und werden unter Verwendung eines templatgesteuerten Prozesses hergestellt.
Polymere sind sehr komplexe Moleküle. Sie gut zu modellieren erfordert enorme Mengen an Rechenleistung. Aus diesem Grund beginnen wir gerade erst, die genauen Details der Funktionsweise von Biopolymeren im Körper zu erfahren. Diese Polymere haben komplexe Faltungsmuster, einschließlich Sekundär- und Tertiärstrukturen, die basierend auf Eigenschaften der Primärstruktur entstehen. In einem ausreichend starken Mikroskop sieht ein Biopolymer aus wie ein zusammengerollter Schnurknäuel oder eine lange Wurmkette.