Biopolymeeri on mikä tahansa orgaaninen polymeeri. Biopolymeerit ovat olleet olemassa miljardeja vuosia kauemmin kuin synteettiset polymeerit, kuten muovit. Tunnettuja biopolymeerejä ovat tärkkelys, proteiinit ja peptidit, DNA ja RNA. Yhdessä nämä muodostavat suuren osan kehostamme ja suurimman osan biosfääristä.
Polymeeri on mikä tahansa ketjumainen molekyyli, joka koostuu toistuvasta yksiköstä, jota kutsutaan monomeeriksi. Monomeerit sulautuvat polymeereiksi prosessissa, jota kutsutaan polymeroinniksi. DNA: n biopolymeeri on kiistatta tärkein – se on keino, jolla kehonsuunnitelmat ja niiden kehittyvä käyttäytyminen välitetään vanhemmilta jälkeläisille.
Tärkkelyspolymeeri koostuu sokerimonomeereistä. Kun käytät tärkkelystä, se hajoaa sokeriksi kehossa. Tärkkelys tarjoaa pitkävaikutteisen ravitsemuksen, toisin kuin nopeammin metaboloituvat sokerit.
Proteiini- ja peptidibiopolymeerien ainesosina ovat aminohapot. Siksi aminohappoja kutsutaan usein “elämän rakennuspalikoiksi”. DNA ja RNA koostuvat nukleiinihapoista, jotka vuorottelevat tarkissa kuvioissa suurten tietomäärien koodaamiseksi.
Biopolymeerit, kuten polyesteri- ja tärkkelyspohjaiset polymeerit, ovat ympäristöystävällinen vaihtoehto öljypohjaisille polymeereille, joiden biohajoaminen voi viedä tuhansia vuosia. Biopolymeerejä voidaan valmistaa ilman myrkyllisiä sivutuotteita ja ne hajoavat nopeasti, jättäen minimaalisen ihmisen jalanjäljen ympäristöön.
Toisin kuin synteettiset polymeerit, biopolymeereillä on taipumus olla hyvin määritelty rakenne. Ehkä tämä johtuu siitä, että evoluutiolla on taipumus valita kemiallisia reaktioita ja rakenteita, jotka ovat suurelta osin ennustettavissa. Biopolymeereillä on tasaisesti jakautuneet molekyylipainot, ja ne on rakennettu käyttämällä mallipohjaista prosessia.
Polymeerit ovat hyvin monimutkaisia molekyylejä. Niiden mallintaminen vaatii suuria määriä laskentatehoa. Tästä syystä olemme vasta alkamassa oppia tarkkoja tietoja siitä, miten biopolymeerit toimivat kehossa. Näillä polymeereillä on monimutkaiset taittumismallit, mukaan lukien toissijaiset ja tertiääriset rakenteet, jotka syntyvät ensisijaisen rakenteen ominaisuuksien perusteella. Riittävän tehokkaassa mikroskoopissa biopolymeeri näyttää käärityltä narupallolta tai pitkältä matomaiselta ketjulta.