Sacharidy chemická štruktúra, klasifikácia a funkcie

Ten Uhľohydráty, Sacharidy alebo sacharidy, sú organické molekuly, ktoré ukladajú energiu v živých bytostiach. Sú to najhojnejšie biomolekuly a zahŕňajú: cukry, škroby a celulózu, medzi inými zlúčeninami nachádzajúcimi sa v živých organizmoch.

Organizmy, ktoré vykonávajú fotosyntézu (rastliny, riasy a niektoré baktérie), sú hlavnými výrobcami sacharidov v prírode. Štruktúra týchto sacharidov môže byť lineárna alebo rozvetvená, jednoduchá alebo zlúčenina a môže byť tiež spojená s biomolekulami inej triedy.

Napríklad sacharidy môžu spojiť proteíny za vzniku glykoproteínov. Môžu byť tiež spojené s molekulami lipidov, čím sa vytvárajú glykolipidy, biomolekuly, ktoré tvoria štruktúru biologických membrán. Sacharidy sú tiež prítomné v štruktúre nukleových kyselín.

Všetky živé bytosti majú svoje bunky pokryté hustou vrstvou komplexných uhľohydrátov. Sacharidy sú tvorené monosacharidmi, malými molekulami tvorenými tromi až deviatimi atómami uhlíka spojených s hydroxyl (-OH) skupinami, ktoré sa môžu meniť vo veľkosti a konfigurácii.

Chemická štruktúra

Sacharidy sú tvorené atómami uhlíka, vodíka a kyslíka. Väčšina z nich môže byť reprezentovaná empirickým vzorcom (CH2O) N, kde n je počet uhlíkov v molekule. Inými slovami, pomer uhlíka, vodíka a kyslíka je 1: 2: 1 v sacharidových molekulách.

Tento vzorec vysvetľuje pôvod pojmu „sacharidy“, pretože komponenty sú atómy uhlíka („Carbo“) a atómy vody (teda „hydrate“). Aj keď sa uhľohydráty tvoria hlavne týmito tromi atómami, existujú niektoré uhľohydráty s dusíkom, fosforom alebo sírom.

Vo svojej základnej podobe sú uhľohydráty jednoduché alebo monosacharidové cukry. Tieto jednoduché cukry sa môžu navzájom kombinovať, aby sa vytvorili zložitejšie uhľohydráty.

Kombinácia dvoch jednoduchých cukrov je disacharid. Oligosacharidy obsahujú medzi dvoma až desiatimi jednoduchými cukrami a polysacharidy sú najväčšími uhľohydrátmi, ktoré tvoria viac ako desať monosacharidových jednotiek.

Môže vám slúžiť: fenoly alebo fenolové zlúčeniny: vlastnosti, typy, aplikácie

Štruktúra uhľohydrátov určuje, ako sa energia ukladá vo svojich prepojeniach počas ich formovania fotosyntézou a tiež to, ako sú tieto prepojenia prerušené počas bunkového dýchania.

Klasifikácia

Monosacharidy

Monosacharidy sú základné jednotky uhľohydrátov, takže sú najjednoduchšou štruktúrou sacharidu. Fyzicky sú monosacharidy kryštalické pevné látky bez farby. Väčšina má sladkú chuť.

Z chemického hľadiska môžu byť monosacharidy aldehydy alebo ketóny, v závislosti od toho, kde je karbonylová skupina (C = O) umiestnená v lineárnych sacharidoch. Štrukturálne môžu monosacharidy tvoriť lineárne reťazce alebo zatvorené krúžky.

Pretože monosacharidy majú hydroxylové skupiny, väčšina z nich je rozpustná vo vode a nerozpustná v nepolárnych rozpúšťadlách.

V závislosti od počtu uhlíkov vo svojej štruktúre bude mať monosacharid odlišné názvy, napríklad: Triosa (ak máte 3 atómy C), pentóza (ak máte 5 ° C) atď.

Disacharidy

Disacharidy sú dvojité cukry, ktoré sa tvoria spolu dvoma monosacharidmi v chemickom procese nazývanom syntéza dehydratácie, pretože počas reakcie sa stratí molekula vody. Je tiež známa ako kondenzačná reakcia.

Disacharid je teda akákoľvek látka, ktorá pozostáva z dvoch jednoduchých molekúl cukru (monosacharidy), ktoré sú navzájom spojené prostredníctvom glykozidného spojenia.

Kyseliny majú schopnosť prerušiť tieto väzby, z tohto dôvodu sa disacharidy môžu tráviť v žalúdku.

Disacharidy sú vo všeobecnosti rozpustné vo vode a sladkostiach, keď sú požívané. Tri hlavné disacharidy sú sacharózy, laktóza a maltóza: sacharóza pochádza z spojenia glukózy a fruktózy; Laktóza pochádza zo spojenia glukózy a galaktózy; a maltóza pochádza zo spojenia dvoch molekúl glukózy.

Oligosacharidy

Oligosacharidy sú komplexné polyméry tvorené niekoľkými jednoduchými cukrami, to znamená medzi 3 až 9 monosacharidmi.

Reakcia je rovnaká, že tvorí disacharidy, ale tiež pochádza z prasknutia komplexnejších molekúl cukru (polysacharidy).

Môže vám slúžiť: Quintana Roo Flora a fauna

Väčšina oligosacharidov sa nachádza v rastlinách a pôsobí ako rozpustné vlákno, čo môže pomôcť zabrániť zápche. Ľudské bytosti však nemajú enzýmy, ktoré ich väčšinou strávia, s výnimkou Maltotriosa.

Z tohto dôvodu môžu byť oligosacharidy, ktoré nie sú spočiatku strávené v tenkom čreve, degradované baktériami, ktoré normálne obývajú veľké črevo prostredníctvom fermentačného procesu. Prebiotiká táto funkcia plní, slúži ako jedlo pre prospešné baktérie.

Polysacharidy

Polysacharidy sú najväčšími polymérmi, tvoria sa viac ako 10 (až tisíce) monosacharidových jednotiek usporiadaných lineárnym alebo rozvetveným spôsobom. Variácie v priestorovej dispozícii sú to, čo dáva týmto cukrom viac vlastností.

Polysacharidy sa môžu skladať z rovnakého monosacharidu alebo z kombinácie rôznych monosacharidov. Ak sú tvorené opakovanými jednotkami toho istého cukru, nazývajú sa homopolysacharidy, ako je glykogén a škrob, ktoré sú skladovacím uhľohydrátom zvierat a rastlín.

Ak je polysacharid zložený z jednotiek rôznych cukrov, nazývajú sa heteropolysacharidy. Väčšina obsahuje iba dve rôzne jednotky a zvyčajne sa spája s proteínmi (glykoproteíny, ako je napríklad gammaglobulín v krvi) alebo lipidy (glykolipidy, ako sú gangliasidy).

Funkcia

Štyri hlavné funkcie uhľohydrátov sú: Poskytovať energiu, ukladanie energie, budovanie makromolekúl a vyhýbajte sa degradácii bielkovín a tukov.

Sacharidy sa degradujú trávením jednoduchými cukrami. Tieto sú absorbované tenkými črevnými bunkami a sú transportované do všetkých buniek tela, kde budú oxidované, aby sa získala energia vo forme adenozínového tryfosfátu (ATP).

Molekuly cukru, ktoré sa nepoužívajú pri výrobe energie v danom čase, sa ukladajú ako súčasť rezervných polymérov, ako je glykogén a škrob.

Môže vám slúžiť: Tribrastic: Charakteristiky a tvorba vrstiev

Nukleotidy, základné jednotky nukleových kyselín, majú vo svojej štruktúre molekuly glukózy. Niekoľko dôležitých proteínov je spojených s molekulami uhľohydrátov, napríklad: stimulujúci folikulový hormón (FSH), ktorý zasahuje do ovulačného procesu.

Pretože sacharidy sú hlavným zdrojom energie, ich rýchla degradácia bráni degradácii iných biomolekúl, aby sa získala energia. Ak sú teda hladiny cukru normálne, proteíny a lipidy sú chránené pred degradáciou.

Niektoré uhľohydráty sú rozpustné vo vode, fungujú ako základné jedlo v prakticky všetkých a oxidácia týchto molekúl je hlavnou cestou výroby energie vo väčšine ne -fotosyntetických buniek.

Nerozpustné sacharidy sú spojené s tvorbou zložitejších štruktúr, ktoré slúžia ako ochrana. Napríklad: celulóza tvorí stenu rastlinných buniek spolu s hemicelous a pektínom. Chitín tvorí plesňovú bunkovú stenu a artropodový exoskelet.

Peptidoglykán tiež tvorí bunkovú stenu baktérií a cyanobaktérií. Spojivové tkanivo zvierat a kostrových kĺbov je tvorené polysacharidmi.

Mnoho uhľohydrátov je kovalentne spojené s proteínmi alebo lipidmi tvoriacimi komplexnejšie štruktúry, nazývané glycjugado. Tieto komplexy pôsobia ako štítky, ktoré určujú intracelulárne umiestnenie alebo metabolický cieľ týchto molekúl

Odkazy

1. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochémia (8. vydanie.). W. H. Freeman a spoločnosť.
2. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biológia (2. vydanie.) Pearson Education.
3. Maughan, r. (2009). Metabolizmus uhľohydrátov. Chirurgia, 27(1), 6-10.
4. Nelson, D., Cox, m. & Lehninger, a. (2013). Lehninger princípy biochémie (6^th). W.H. Freeman a spoločnosť.
5. Šalamún, e., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biológia (7. vydanie.) Cengage Learning.