Biyopolimer

Biyopolimerler, biyolojik kaynaklardan elde edilen ve doğada çözünebilen polimerlerdir. Bitkilerden, hayvanlardan veya mikroorganizmalardan elde edilebilir ve polimerik biyomoleküllerdir.^[1] Doğal olarak oluşan polimerlerin yanı sıra, insanlar tarafından biyolojik kaynaklardan elde edilen sentetik polimerler de biyopolimerler olarak kabul edilir.^[2]

Biyopolimerler daha büyük yapılar oluşturmak için kovalent olarak bağlı monomerik birimler içerir. Kullanılan monomer birimlere ve oluşan biyopolimerin yapısına göre sınıflandırılmış üç ana biyopolimer sınıfı vardır: 13 veya daha fazla nükleotid monomerinden oluşan uzun polimerler olan polinükleotitler (RNA ve DNA); amino asitlerin kısa polimerleri olan polipeptitler; ve genellikle doğrusal bağlı polimerik karbonhidrat yapıları olan polisakaritlerdir. Biyopolimerlerin diğer örnekleri arasında doğal kauçuk, suberin, melanin ve lignin bulunur.^[3]

Biyoplastik ve sentetik polimerler arasındaki ana belirleyici fark yapılarında bulunabilir. Tüm polimerler monomer adı verilen tekrarlayan birimlerden yapılmıştır.^[4] Biyopolimerler genellikle iyi tanımlanmış bir yapıya sahiptir, ancak bu tanımlayıcı bir karakteristik değildir (örnek: lignoselüloz): Proteinler söz konusu olduğunda tam kimyasal bileşim ve bu birimlerin düzenlendiği sıra biyomoleküler yapı olarak adlandırılır.^[5] Biyopolimerlerin birçoğu kendi biyolojik fonksiyonlarını belirleyen ve birincil yapılarına karmaşık bir şekilde bağlı olan karakteristik kompakt şekillere kendiliğinden katlanır. Yapısal biyoloji, biyopolimerlerin yapısal özelliklerinin incelenmesidir. Buna karşılık, çoğu sentetik polimer daha basit ve daha rastgele (veya stokastik) yapılara sahiptir. Bu gerçek, biyopolimerlerde eksik olan bir moleküler kütle dağılımına yol açar. Aslında, sentezlerin çoğu invivo sistemde şablona dayalı bir işlemle kontrol edildiğinden, bir tipteki tüm biyopolimerler (belirli bir protein) hepsi aynıdır: hepsi benzer dizileri ve sayıları içerir ve dolayısıyla hepsi de aynı kütledir. Bu olguya, sentetik polimerlerde karşılaşılan çoklu dağılıma karşı monodispersite denir. Sonuç olarak, biyopolimer 1'in bir çoklu-dağılma indisine sahiptir.^[6]