I monomeri dei carboidrati sono zuccheri semplici e gli elementi costitutivi di base dei carboidrati, sono anche noti come monosaccaridi e sono utilizzati dalle cellule degli esseri viventi per immagazzinare e produrre energia.
Che struttura hanno i monosaccaridi? Come le cellule li usano per l’energia?
Definizione dei monosaccaridi
Prima di approfondire i dettagli più fini dei monosaccaridi, prendiamoci un momento per definirli., Un monosaccaride è uno zucchero semplice, e sono anche le unità di base, o elementi costitutivi, dei carboidrati. I monosaccaridi sono forme di monomeri, molecole in grado di combinarsi con altre molecole simili per creare polimeri più complessi.
“In caso di dubbio, ingerire carboidrati.”- Rachel Cohn
La formula chimica tipica di un monosaccaride è CnH2nOn. In altre parole, sono creati da un gruppo idrossilico (OH) e da un gruppo carbonilico (C=O)., Esistono varie forme di monosaccaridi, ciascuna definita da quanti atomi di carbonio ha la molecola. Una molecola di diose ha due atomi di carbonio, una molecola di trioses ne ha tre, una tetrose ne ha quattro, ecc. Alcuni dei monosaccaridi più importanti sono il fruttosio (sei-carbonio) e il fruttosio (anche sei-carbonio).
I monosaccaridi si legano tra loro per creare carboidrati, indicati come polisaccaridi o oligosaccaridi., Se un oligosaccaride ha solo due monosaccaridi che lo compongono, si chiama disaccaride. La combinazione di più di 20 monosaccaridi crea un polisaccaride, un carboidrato complesso.
La struttura dei monosaccaridi
I monosaccaridi sono creati da gruppi idrossilici e gruppi carbonilici. Il gruppo carbonilico è costituito da carboni, che sono in grado di formare fino a quattro legami., Queste molecole di carbonio si legano insieme in vari modi e uno dei carboni nella catena del carbonio formerà un doppio legame con un atomo di ossigeno. La presenza di questo doppio legame carbonio-ossigeno crea il gruppo carbonilico. Si noti che se il gruppo carbonilico si trova alla fine della catena, significa che il monosaccaride è all’interno della famiglia degli aldosi. Se il doppio carbonio-ossigeno si trova nel mezzo della catena, significa che il monosaccaride fa parte della famiglia dei chetosi.
Molecole che hanno formule identiche ma strutture diverse sono conosciute come isomeri strutturali., Nel frattempo, molecole isomeriche che hanno sia la stessa formula molecolare e lo stesso ordine di atomi legati, ma hanno un orientamento diverso in uno spazio 3D sono indicati come stereoisomeri.
I monosaccaridi che hanno otto o più molecole di carbonio sono raramente osservati perché sono piuttosto instabili e si rompono molto rapidamente.
La funzione dei monosaccaridi
I monosaccaridi svolgono una varietà di ruoli diversi all’interno delle cellule di animali e piante. La funzione dei monosaccaridi è di immagazzinare energia e produrre energia., La maggior parte degli organismi derivano la loro energia rompendo il monosaccaride noto come glucosio e utilizzando l’energia che viene rilasciata dai legami chimici del glucosio.
Alcuni monosaccaridi vengono utilizzati per creare fibre che si uniscono per formare varie strutture cellulari. Un esempio di questo processo è la creazione di cellulosa da parte delle piante. Alcune forme di batteri possono anche creare una parete cellulare da un diverso tipo di polisaccaride. Le cellule degli animali si racchiudono anche in una struttura fatta di polisaccaridi, che come precedentemente notato provengono da monosaccaridi più piccoli.,
I monosaccaridi non richiedono la digestione intestinale per essere assorbiti, anche se gli oligosaccaridi devono prima essere idrolizzati fino a monosaccaridi prima che possano essere assorbiti.
Monosaccaridi importanti
Tre dei monosaccaridi più importanti sono tre zuccheri noti come glucosio, fruttosio e galattosio. Ciascuno di questi monosaccaridi alla stessa formula chimica: C6H12O6. Il fatto che i tre zuccheri comuni abbiano tutti sei atomi di carbonio significa che sono tutte molecole esose., Mentre la stessa formula molecolare si trova nei tre zuccheri, ciascuno degli zuccheri ha una diversa disposizione degli atomi.
Glucosio
Il glucosio è un monosaccaride che fornisce struttura ed energia agli organismi. Le molecole di glucosio vengono scomposte dal processo di glicolisi e, come risultato del processo, crea sia precursori energetici che chimici utilizzati nella respirazione cellulare., Quando una cellula ha tutta l’energia di cui ha bisogno, il glucosio in eccesso può essere immagazzinato dalla cellula per un uso successivo. Il glucosio viene immagazzinato combinandosi con i monosaccaridi e alcune piante creano lunghe catene di glucosio-amido immagazzinato. Questo amido viene poi smontato più tardi quando la pianta ha bisogno di energia. Gli animali hanno un metodo di conservazione simile, immagazzinando il glucosio come glucosio polisaccaridico.
“La fonte di carburante preferita dal cervello è glucosio / carboidrati. E quando si va su un basso contenuto di carboidrati, dieta ricca di proteine, il tuo cervello sta usando carburante a basso numero di ottani. Sarai un po ‘intontito, un po’ scontroso.,”- Jack LaLanne
Galattosio
Il galattosio è prodotto da molti organismi diversi, ma principalmente mammiferi. I mammiferi hanno galattosio nel loro latte, e quando i giovani mammiferi bevono il latte ottengono l’energia immagazzinata al suo interno. Il galattosio è spesso combinato con il glucosio per creare un disaccaride noto come lattosio. Il lattosio può contenere una notevole quantità di energia e i giovani mammiferi creano enzimi speciali per abbattere i legami del lattosio., Quando un animale viene svezzato dal latte materno inizia lentamente a cessare la produzione degli enzimi in grado di abbattere il glucosio e il galattosio.
Gli esseri umani sono l’unico mammifero che continua a bere latte in età adulta, e di conseguenza la specie umana ha enzimi in grado di continuare ad abbattere il lattosio per tutta la vita. Coloro che sono intolleranti al lattosio hanno problemi a digerire correttamente il lattosio nel latte perché mancano gli enzimi per farlo.
Fruttosio
Il fruttosio è estremamente simile al glucosio, sebbene abbia una struttura diversa., Mentre il glucosio ha un gruppo carbonilico all’estremità della molecola, il fruttosio ha un gruppo carbonilico nella parte centrale della catena. Proprio come il glucosio, il fruttosio ha sei carboni con gruppi idrossilici ad essi collegati. Poiché il fruttosio ha una forma ad anello diversa, il fruttosio viene elaborato in modo diverso rispetto al glucosio. Diversi monosaccaridi hanno bisogno di diversi enzimi per scomporli. Proprio come gli altri monosaccaridi, il fruttosio può essere combinato con altri monosaccaridi. Quando il fruttosio combina crea oligosaccaridi., Un esempio di questo è il saccarosio, che è costituito da una molecola di fruttosio collegata a una molecola di glucosio.
Ci sono eccezioni alla regola generale che i monosaccaridi seguono come formula CnH2nOn. Un’eccezione è il monosaccaride desossiribosio, che ha la formula chimica: H−(C=O)−(CH2)−(CHOH) 3-H
2-desossiribosio ha un ruolo critico in biologia, in quanto fa parte della molecola nota come acido desossiribonucleico (DNA), i mattoni della vita.
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