Въглехидратите осигуряват енергия и структура на живите същества. Изработени са от въглерод, кислород и водород. Монозахаридите включват най-простите въглехидрати, молекулите на градивния блок и съдържат единични захарни единици. Дизахаридите са направени от две захарни единици, а полизахаридите съдържат няколко такива единици. Монозахаридите са рядко срещани в природата, докато полизахаридите са преобладаващи.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Монозахаридите и полизахаридите включват въглехидрати. Монозахаридите са прости молекули на захарните единици, докато полизахаридите са огромни, свързващи хиляди захарни единици. Монозахаридите осигуряват на клетките краткотрайна енергия. Полизахаридите осигуряват дългосрочно съхранение на енергия и твърда структура на клетъчните стени и екзоскелетите на животните.
Молекулни характеристики на монозахаридите и полизахаридите
Монозахаридите съдържат най-малко три въглеродни атома. Хексозите, най-често срещаните монозахариди, съдържат шест въглерода. Примерите за хексози включват глюкоза, галактоза и фруктоза. Глюкозата представлява основният източник на енергия в клетъчното дишане, поради малкия си размер, който й позволява да прониква в клетъчните мембрани. Фруктозата служи за съхранение на захар. Пентозите съдържат пет въглерода (като рибоза и дезоксирибоза), а триозите съдържат три въглерода (като глицералдехид). Монозахаридите са доста малки и образуват верижни или пръстеновидни структури. Полизахаридите обаче съдържат стотици или дори хиляди монозахариди и високо молекулно тегло.
Наличност и съхранение на енергия
Докато монозахаридите като глюкозата осигуряват краткосрочна енергия, полизахаридите осигуряват по-дълго съхранение на енергия. Клетките използват монозахариди бързо. Молекулите могат да се свържат с липидите на клетъчната мембрана и да подпомогнат сигнализирането. Но за по-дълго съхранение монозахаридите трябва да бъдат превърнати в дизахариди или полизахариди чрез кондензационна полимеризация. Полизахаридите стават твърде големи, за да преминат през клетъчна мембрана, откъдето произтича и способността им за съхранение. Нишестето представлява полизахариди, използвани от растенията и техните семена за съхранение на енергия. Нишестетата са направени от глюкозни полимери, амилоза и амилопектин. Полизахаридите могат да се разграждат или хидролизират в клетката, тъй като е необходима енергия под формата на монозахариди. Ето как животните използват растителни нишестета, за да произвеждат глюкоза за метаболизма.
Полизахаридни структури и функции
Целулозата, най-разпространеният полизахарид и органична молекула, може да съдържа 50% от въглерода в света. Основният монозахарид на целулозата е глюкоза. Правите целулозни молекули изграждат редове в стабилна форма чрез слабите, но преобладаващи водородни връзки между тях. Произведена от растения, гъбички и водорасли, целулозата осигурява твърдата структура на растителните клетъчни стени, които също предпазват от болести. Много животни не могат да усвоят целулозата, но тези, които могат да използват чревни микроорганизми и ензими за тази задача. Ферментацията се случва в дебелото черво на други животни и хора, които не могат да усвоят целулозата. Животните произвеждат подобен полизахарид, хитин, направен от модифициран монозахарид. Хитинът съдържа екзоскелети. Както целулозата, така и хитинът представляват компактни единици за съхранение на енергия.
Друг полизахарид, гликоген, може бързо да се раздели от неговата компактна форма до съставните му глюкозни монозахариди. Хората съхраняват гликоген като бърз енергиен източник в черния дроб и мускулите. Пектините, арабиноксиланите, ксилоглуканите и глюкомананите представляват допълнителни сложни полизахариди. Монозахаридите са разтворими във вода, но много полизахариди имат лоша разтворимост във вода. Полизахаридите могат да образуват гелове, в зависимост от тяхната разтворимост. Ето защо те често се използват за сгъстяване на храни.
Значението на монозахаридите и полизахаридите
Както монозахаридите, така и полизахаридите осигуряват енергия. Монозахаридите доставят бързо енергия за клетките, докато полизахаридите осигуряват по-дълго съхранение на енергия и структурна стабилност. И двете са от съществено значение за всички живи същества като най-големият източник на храна и хранителна енергия. Полизахаридите от клетъчните стени съставят влакното, което хората ядат, докато монозахаридите осигуряват сладостта в храните. Докато хората се хранят, дъвченето разгражда полизахаридите на по-малки частици, които в крайна сметка, чрез храносмилане, дават простите монозахариди, които могат да преминат в кръвния поток.