توفر الكربوهيدرات الطاقة والبنية للكائنات الحية. إنها مصنوعة من الكربون والأكسجين والهيدروجين. تشتمل السكريات الأحادية على أبسط الكربوهيدرات ، وجزيئات اللبنات الأساسية ، وتحتوي على وحدات سكر مفردة. تتكون السكريات الثنائية من وحدتي سكر ، وتحتوي السكريات المتعددة على العديد من هذه الوحدات. السكريات الأحادية نادرة في الطبيعة بينما السكريات السائدة.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تشتمل السكريات الأحادية والسكريات على الكربوهيدرات. السكريات الأحادية عبارة عن جزيئات وحدة سكر بسيطة ، في حين أن السكريات المتعددة هائلة ، حيث تربط آلاف وحدات السكر. تزود السكريات الأحادية الخلايا بالطاقة على المدى القصير. توفر السكريات المتعددة تخزينًا طويل الأمد للطاقة وهيكلًا صلبًا لجدران الخلايا والهياكل الخارجية للحيوانات.
السمات الجزيئية للسكريات الأحادية والسكريات
تحتوي السكريات الأحادية على ثلاث ذرات كربون على الأقل. تحتوي السداسيات ، وهي السكريات الأحادية الأكثر شيوعًا ، على ستة ذرات كربون. تشمل أمثلة الهيكسوز الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز. يمثل الجلوكوز المصدر الرئيسي للطاقة في التنفس الخلوي ، حيث يمنحه حجمه الصغير القدرة على دخول أغشية الخلايا. يعمل الفركتوز كمخزن للسكر. تحتوي البنتوز على خمسة ذرات كربون (مثل الريبوز و deoxyribose) ، وتحتوي الثلاثيات على ثلاثة ذرات كربون (مثل glyceraldehyde). السكريات الأحادية صغيرة جدًا وتشكل إما هياكل متسلسلة أو حلقية. ومع ذلك ، تحتوي السكريات المتعددة على المئات أو حتى الآلاف من السكريات الأحادية ولها وزن جزيئي مرتفع.
توافر الطاقة وتخزينها
بينما توفر السكريات الأحادية مثل الجلوكوز طاقة على المدى القصير ، فإن السكريات المتعددة توفر تخزينًا أطول للطاقة. تستخدم الخلايا السكريات الأحادية بسرعة. يمكن أن ترتبط الجزيئات بدهون غشاء الخلية وتساعد في إرسال الإشارات. ولكن للتخزين الأطول ، يجب تحويل السكريات الأحادية إما إلى سكريات ثنائية أو عديد السكاريد عن طريق بلمرة التكثيف. تصبح السكريات أكبر من أن تعبر غشاء الخلية ، ومن ثم قدرتها على التخزين. النشويات تمثل السكريات التي تستخدمها النباتات وبذورها لتخزين الطاقة. النشويات مصنوعة من بوليمرات الجلوكوز والأميلوز والأميلوبكتين. يمكن تكسير السكريات المتعددة أو تحللها في الخلية ، حيث أن الطاقة مطلوبة في شكل السكريات الأحادية. هذه هي الطريقة التي تستخدم بها الحيوانات النشا النباتي لإنتاج الجلوكوز لعملية التمثيل الغذائي.
هياكل ووظائف عديد السكاريد
قد يحتوي السليلوز ، وهو أكثر الجزيئات العضوية وعديد السكاريد وفرة ، على 50 بالمائة من الكربون في العالم. السكاريد الأحادي الأساسي للسليلوز هو الجلوكوز. تشكل جزيئات السليلوز المستقيمة صفوفًا في شكل مستقر عبر الروابط الهيدروجينية الضعيفة ولكن السائدة بينها. يوفر السليلوز ، المصنوع من النباتات والفطريات والطحالب ، بنية صلبة لجدران الخلايا النباتية ، والتي تحمي أيضًا من الأمراض. لا تستطيع العديد من الحيوانات هضم السليلوز ، ولكن تلك التي يمكنها استخدام الكائنات الدقيقة والإنزيمات المعوية لهذه المهمة. يحدث التخمر في القولون للحيوانات الأخرى والبشر الذين لا يستطيعون هضم السليلوز. تنتج الحيوانات عديد السكاريد المماثل ، الكيتين ، المصنوع من السكاريد الأحادي المعدل. يتكون الكيتين من الهياكل الخارجية. يشكل كل من السليلوز والكيتين وحدات تخزين طاقة مدمجة.
يمكن تكسير عديد السكاريد الآخر ، الجليكوجين ، من شكله المضغوط بسرعة إلى السكريات الأحادية المكونة للجلوكوز. يخزن البشر الجليكوجين كمصدر سريع للطاقة في الكبد والعضلات. تمثل البكتين والأرابينوكسيلان والإكسيلوغلوكان والغلوكومانان عديدات السكاريد المعقدة الإضافية. السكريات الأحادية قابلة للذوبان في الماء ، ولكن العديد من السكريات لديها قابلية ضعيفة للذوبان في الماء. يمكن أن تشكل السكريات مواد هلامية ، اعتمادًا على قابليتها للذوبان. هذا هو السبب في أنها تستخدم في كثير من الأحيان لتكثيف الأطعمة.
أهمية السكريات الأحادية والسكريات
يوفر كل من السكريات الأحادية والسكريات المتعددة الطاقة. تنتج السكريات الأحادية الطاقة بسرعة للخلايا ، بينما توفر السكريات المتعددة تخزينًا أطول للطاقة واستقرارًا هيكليًا. كلاهما ضروري لجميع الكائنات الحية باعتبارها أكبر مصدر للغذاء والطاقة الغذائية. السكريات المتعددة من جدران الخلايا تشكل الألياف التي يأكلها الإنسان ، بينما توفر السكريات الأحادية الحلاوة في الأطعمة. عندما يأكل البشر ، فإن المضغ يكسر السكريات إلى جزيئات أصغر والتي في النهاية ، من خلال الهضم ، تنتج السكريات الأحادية البسيطة التي يمكن أن تنتقل إلى مجرى الدم.