درشت‌مولکول

ساختار پروتیین

درُشت‌مُلِکول یا ماکروملکول (به انگلیسی: Macromolecule) در دانش شیمی به‌طور کلّی به مولکولهایی گفته می‌شود که از نظر تعداد اتمهای تشکیل‌دهنده، جرم مولکولی (و جرم مولکولی نسبی) و وزن مولکولی دارای مقادیر بالایی باشند. در مقابل، دیگر مولکول‌ها را با نام ریزمولکول می‌شناسند، هر چند این اصطلاح چندان کاربرد ندارد.

در تعاریف هیچ مقدار مشخّص و همگانی برای سه ویژگی بالا تعیین نشده‌است و به کار بردن واژهٔ درشت‌مولکول درباره یک مولکول خاص بیشتر به صورت عرفی و قراردادی است؛ به این معنی که ممکن است مولکول خاصّی را درشت‌مولکول بدانند در حالی که مولکول دیگری را (از خانواده‌ای متفاوت) علی‌رغم بزرگ‌تر یا سنگین‌تر بودنش درشت‌مولکول به حساب نیاورند. با وجود این برای برخی از خانواده‌های مواد شیمیایی مرزهایی قراردادی به منظور جداسازی ریزمولکول‌ها و درشت‌مولکول‌ها تعیین شده‌است، برای نمونه اگر چندین اسید آمینه به یکدیگر متّصل شوند ایجاد یک الیگوپپتید {پیوند پپتیدی(به انگلیسی: Peptide bond) یک پیوند شیمیایی بین دو مولکول است که گروه کربوکسیل یک مولکول با گروه آمین مولکول دیگر واکنش می‌دهد ایجاد می‌شود و به این وسیله یک مولکول آب آزاد می‌شود(سنتز آبدهی) و بیش‌تر میان دو اسید آمینه برقرار می‌شود. پیوند پپتیدی میان دو اسید امینه‌است. اگر شمار اسید امینه‌هایی که به یکدیگر پیوند می‌خورند کم باشد به آن الیگو پپتید می‌گویند و اگر شمار اسید امینه‌هایی که به یکدیگر پیوندمی‌خورند زیاد باشد به آن پلی پپتید می‌گویند. اگر وزن مولکولی یک زنجیره پپتیدی کمتر از ۱۰۰۰۰ باشد به آن پلی پپتید می‌گویند و اگر بیش‌تر از این باشد به آن پروتئین می‌گویند.} می‌نمایند. اگر تعداد اسید آمینه‌ها زیاد شود ترکیب یک پلی‌پپتید خواهد بود امّا اگر وزن مولکولی بیش از۱۰٬۰۰۰ شود ترکیب را پروتئین می‌نامند. (با این وجود پلی‌پپتید و پروتئین در بیشتر موارد به جای هم به کار می‌روند)

ساختار

به‌طور کلّی دو ویژگی را برای درشت‌مولکول‌ها می‌توان برشمرد. نخست جرم (مولکولی یا مولکولی نسبی) و وزن آن‌هاست که عموماً بدون ذکر میزان معیّنی، باید زیاد باشد. دومین ویژگی تعداد اتم‌های تشکیل دهندهٔ آن‌هاست که می‌بایست به‌طور قابل توجّهی بالا باشد. تعداد بالای اتم‌ها در درشت‌مولکول‌ها به دو صورت فراهم می‌گردد:

1. در گروهی از درشت‌مولکول‌ها که با عنوان چندزیرواحدی، بسپار یا پلیمر^* شناخته می‌شوند، ابتدا تعداد کمی از اتم‌ها با پیوند با یکدیگر، ریزمولکولی را ایجاد می‌کنند که هویتی مخصوص به خود دارد. در گام بعدی این ریزمولکول به عنوان زیرواحد، تک‌واحد یا تک‌پار^* تشکیل‌دهندهٔ درشت‌مولکول، به دیگر ریزمولکول‌هایی از خانوادهٔ خودش اتصال یافته و مولکولی به مراتب بزگ‌تر از هرکدام از زیرواحدها را به وجود می‌آورد که همان درشت‌مولکول است. زیرواحدهای یک درشت‌مولکول از این دست (که از یک خانواده‌اند) می‌توانند از لحاظ شیمیایی یکسان باشند یا این‌که تنها دارای شباهت (اساسی) باشند. از این دسته می‌توان به پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای اشاره کرد که به ترتیب زیر واحدهای آنها عبارت‌اند از انواع اسیدهای آمینه و دی‌اکسی ریبونو نوکلئوتیدها.
2. گروه دیگر درشت‌مولکول‌ها آن‌هایی هستند که نمی‌توان در آنها بخش‌هایی را به عنوان تکپار یافت که با تکرارشان درشت‌مولکول را به وجود آورده باشند. ساختار مولکولی این دسته از ترکیبات دارای بخش‌هایی است که هر یک خارج از مولکول مورد نظر، یک ریزمولکول به حساب می‌آیند و دارای هویت مجزّایی هستند امّا برای ایجاد درشت‌مولکول با ریزمولکول‌هایی پیوند دارند که هریک متعلّق به خانواده‌ای متفاوت از ترکیبات شیمیایی است. از این گروه می‌توان لیپیدها را نام برد.

انواع زیستی

درشت‌مولکول زیستی^* درشت‌مولکولی است که توسّط زیاگان ساخته می‌شود. این مواد جزئی از زیست‌مولکول‌ها هستند. درشت مولکول‌های زیستی مانند تمام مولکول‌های زیستی دیگر همگی ترکیباتی آلی هستند.

دست‌کم سه خانواده از زیست‌مولکول‌ها، درشت‌مولکول زیستی محسوب می‌شوند که عبارت‌اند از پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و پلی‌ساکاریدها. برخی از منابع لیپیدها را نیز در زمرهٔ درشت‌مولکول‌ها می‌دانند.

انواع غیرزیستی

هر درشت‌مولکولی که جزء انواع گفته شده نباشد، غیرزیستی به حساب می‌آید. این مواد ترکیبات آلی هستند که برای انواع کاربردها (صنعتی، درمانی، پژوهشی و …) در کارخانجات یا آزمایشگاه‌ها ساخته می‌شوند، مانند بسپارهای آلکن‌ها: پلی‌اتیلن.

به‌طور کلّی ساخت درشت‌مولکول غیرزیستی از لحاظ شیمیایی بسیار ساده‌تر از ساخت درشت‌مولکول زیستی در آزمایشگاه است.

منابع

• واژگان زیست‌شناسی-رضا فرزان پی، مرکز نشر دانشگاهی۱۳۸۷
• مبانی زیست‌شناسی سلولی آلبرت ۲۰۱۰، برگردان جواد محمدنژاد و دیگران، اندیشه رفیع ۱۳۸۹
• فرهنگ صنعت لاستیک، شرکت مهندسی و تحقیقات صنایع لاستیک، نشر سحر ۱۳۷۱