monomery węglowodanów są cukrami prostymi i podstawowymi budulcami węglowodanów, są również znane jako monosacharydy i są wykorzystywane przez komórki żywych istot do magazynowania i produkcji energii.
jaką strukturę mają monosacharydy? Jak komórki wykorzystują je do produkcji energii?
Definiowanie monosacharydów
zanim zagłębimy się w szczegóły monosacharydów, poświęćmy chwilę na ich zdefiniowanie., Monosacharyd jest cukrem prostym i są one również podstawowymi jednostkami lub budulcami węglowodanów. Monosacharydy są formami monomerów, cząsteczek zdolnych do łączenia się z innymi podobnymi cząsteczkami w celu utworzenia bardziej złożonych polimerów.
„w razie wątpliwości należy spożywać węglowodany.”- Rachel Cohn
typowy wzór chemiczny monosacharydu to CnH2nOn. Innymi słowy, powstają one z jednej grupy hydroksylowej (OH) oraz karbonylowej (C=O)., Istnieją różne formy monosacharydów, każda określona przez liczbę atomów węgla w cząsteczce. Cząsteczka diozy ma dwa atomy węgla, cząsteczka triozy ma trzy, tetroza ma cztery itd. Niektóre z najważniejszych monosacharydów to fruktoza (sześciowęglowa) i fruktoza (również sześciowęglowa).
monosacharydy wiążą się ze sobą, tworząc węglowodany, określane jako polisacharydy lub oligosacharydy., Jeśli oligosacharyd składa się tylko z dwóch monosacharydów, nazywa się go disacharydem. Połączenie ponad 20 monosacharydów tworzy polisacharyd, złożony węglowodan.
struktura monosacharydów
monosacharydy powstają z grup hydroksylowych i karbonylowych. Grupa karbonylowa składa się z węgli, które mogą tworzyć do czterech wiązań., Te cząsteczki węgla wiążą się ze sobą na różne sposoby, a jeden z węgla w łańcuchu węglowym utworzy wiązanie podwójne z atomem tlenu. Obecność tego podwójnego wiązania węgiel-tlen tworzy grupę karbonylową. Zauważ, że jeśli grupa karbonylowa znajduje się na końcu łańcucha, oznacza to, że monosacharyd znajduje się w rodzinie aldoz. Jeśli podwójny węgiel-tlen znajduje się w środku łańcucha, oznacza to, że monosacharyd należy do rodziny ketoz.
cząsteczki, które mają identyczne wzory, ale różne struktury, nazywane są izomerami strukturalnymi., Tymczasem cząsteczki izomeryczne, które mają zarówno ten sam wzór cząsteczkowy, jak i ten sam porządek połączonych atomów, ale mają inną orientację w przestrzeni 3D, nazywane są stereoizomerami.
monosacharydy, które mają osiem lub więcej cząsteczek węgla, są rzadko obserwowane, ponieważ są dość niestabilne i bardzo szybko się rozpadają.
funkcja monosacharydów
monosacharydy odgrywają wiele różnych ról w komórkach zwierząt i roślin. Funkcją monosacharydów jest magazynowanie energii i wytwarzanie energii., Większość organizmów czerpie swoją energię, rozbijając monosacharyd znany jako glukoza i wykorzystując energię, która jest uwalniana przez wiązania chemiczne glukozy.
niektóre monosacharydy są używane do tworzenia włókien, które łączą się tworząc różne struktury komórkowe. Przykładem tego procesu jest tworzenie celulozy przez rośliny. Niektóre formy bakterii mogą również tworzyć ścianę komórkową z innego rodzaju polisacharydu. Komórki zwierząt również otaczają się strukturą wykonaną z polisacharydów, które, jak wcześniej zauważono, pochodzą z mniejszych monosacharydów.,
monosacharydy nie wymagają wchłaniania trawienia jelitowego, chociaż oligosacharydy muszą najpierw zostać zhydrolizowane do monosacharydów, zanim będą mogły zostać wchłonięte.
ważne monosacharydy
trzy z najważniejszych monosacharydów to trzy cukry znane jako glukoza, fruktoza i galaktoza. Każdy z tych monosacharydów o tym samym wzorze chemicznym: C6H12O6. Fakt, że wszystkie trzy wspólne cukry mają sześć atomów węgla oznacza, że wszystkie są cząsteczkami heksozy., Podczas gdy ten sam wzór cząsteczkowy znajduje się w trzech cukrach, każdy z cukrów ma inny układ atomów.
glukoza
glukoza jest monosacharydem, który zapewnia organizmom zarówno strukturę, jak i energię. Cząsteczki glukozy są rozkładane w procesie glikolizy i w wyniku tego procesu powstają zarówno energetyczne, jak i chemiczne prekursory, które są wykorzystywane w oddychaniu komórkowym., Gdy komórka ma całą potrzebną energię, nadmiar glukozy może być przechowywany przez komórkę do późniejszego wykorzystania. Glukoza jest przechowywana przez połączenie z monosacharydami, a niektóre rośliny tworzą długie łańcuchy zmagazynowanej glukozy-skrobi. Skrobia ta jest następnie demontowana później, gdy roślina potrzebuje energii. Zwierzęta mają podobną metodę przechowywania, przechowując glukozę jak glukozę polisacharydową.
” preferowanym źródłem paliwa w mózgu jest glukoza/węglowodany. A kiedy idziesz na niskowęglowodanową, wysokobiałkową dietę, twój mózg używa niskooktanowego paliwa. Będziesz trochę oszołomiony, trochę zrzędliwy.,”- Jack LaLanne
galaktoza
galaktoza jest wytwarzana przez wiele różnych organizmów, ale głównie ssaków. Ssaki mają galaktozę w mleku, a gdy młode Ssaki piją mleko, otrzymują energię zmagazynowaną w nim. Galaktoza jest często łączona z glukozą, aby utworzyć disacharyd znany jako laktoza. Laktoza może posiadać znaczną ilość energii, a Młode Ssaki wytwarzają specjalne enzymy, które rozkładają wiązania laktozy., Kiedy zwierzę jest odstawione od mleka matki, powoli zaczyna zaprzestać produkcji enzymów zdolnych do rozkładania glukozy i galaktozy.
ludzie są jedynym ssakiem, który nadal pije mleko w wieku dorosłym, w wyniku czego gatunek ludzki ma enzymy zdolne do dalszego rozkładania laktozy przez całe życie. Osoby nietolerujące laktozy mają problemy z prawidłowym trawieniem laktozy w mleku, ponieważ brakuje im do tego enzymów.
fruktoza
fruktoza jest bardzo podobna do glukozy, choć ma inną strukturę., Podczas gdy glukoza ma grupę karbonylową na końcu cząsteczki, fruktoza ma grupę karbonylową w środkowej części łańcucha. Podobnie jak glukoza, fruktoza ma sześć węglanów z przyłączonymi do nich grupami hydroksylowymi. Ponieważ fruktoza ma inny kształt pierścienia, fruktoza jest przetwarzana inaczej niż glukoza. Różne monosacharydy potrzebują różnych enzymów, aby je rozbić. Podobnie jak inne monosacharydy, fruktoza może być łączona z innymi monosacharydami. Podczas łączenia fruktozy tworzy oligosacharydy., Przykładem tego jest sacharoza, która powstaje z jednej cząsteczki fruktozy połączonej z cząsteczką glukozy.
istnieją wyjątki od ogólnej zasady, że monosacharydy następują według wzoru CnH2nOn. Jednym z wyjątków jest Deoksyryboza monosacharydowa, która ma wzór chemiczny: H−(C=O)−(CH2)−(CHOH)3−h
2-deoksyryboza odgrywa kluczową rolę w biologii, ponieważ jest częścią cząsteczki znanej jako kwas deoksyrybonukleinowy (DNA), budulec życia.
Leave a Reply