Sacharidy poskytují energii a strukturu živým věcem. Jsou vyrobeny z uhlíku, kyslíku a vodíku. Monosacharidy obsahují nejjednodušší sacharidy, molekuly stavebních bloků, a obsahují jednotlivé jednotky cukru. Disacharidy jsou vyrobeny ze dvou cukrových jednotek a polysacharidy obsahují několik takových jednotek. Monosacharidy jsou v přírodě vzácné, zatímco polysacharidy převládají.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Monosacharidy a polysacharidy zahrnují uhlohydráty. Monosacharidy jsou jednoduché molekuly cukrové jednotky, zatímco polysacharidy jsou obrovské a spojují tisíce cukrových jednotek. Monosacharidy poskytují buňkám krátkodobou energii. Polysacharidy zajišťují dlouhodobé skladování energie a tuhou strukturu buněčných stěn a exoskeletonů zvířat.
Molekulární vlastnosti monosacharidů a polysacharidů
Monosacharidy obsahují nejméně tři atomy uhlíku. Hexózy, nejběžnější monosacharidy, obsahují šest uhlíků. Mezi příklady hexóz patří glukóza, galaktóza a fruktóza. Glukóza představuje hlavní zdroj energie v buněčném dýchání, její malá velikost jí umožňuje vstup do buněčných membrán. Fruktóza slouží jako zásobní cukr. Pentózy obsahují pět uhlíků (jako je ribóza a deoxyribóza) a triózy obsahují tři uhlíky (jako je glyceraldehyd). Monosacharidy jsou poměrně malé a tvoří buď řetězové, nebo kruhové struktury. Polysacharidy však obsahují stovky nebo dokonce tisíce monosacharidů a vysokou molekulovou hmotnost.
Dostupnost a skladování energie
Zatímco monosacharidy, jako je glukóza, poskytují krátkodobou energii, polysacharidy poskytují delší skladování energie. Buňky rychle používají monosacharidy. Molekuly se mohou vázat na lipidy buněčné membrány a pomáhat při signalizaci. Ale pro delší skladování musí být monosacharidy převedeny na disacharidy nebo polysacharidy pomocí kondenzační polymerace. Polysacharidy jsou příliš velké na to, aby procházely buněčnou membránou, a tudíž jejich skladovací schopnost. Škroby představují polysacharidy používané rostlinami a jejich semeny k ukládání energie. Škroby jsou vyrobeny z glukózových polymerů, amylózy a amylopektinu. Polysacharidy mohou být v buňce rozloženy nebo hydrolyzovány, protože je zapotřebí energie ve formě monosacharidů. Takto zvířata používají rostlinné škroby k výrobě glukózy pro metabolismus.
Struktury a funkce polysacharidů
Celulóza, nejhojnější polysacharid a organická molekula, může obsahovat 50 procent světového uhlíku. Základním monosacharidem celulózy je glukóza. Přímé molekuly celulózy tvoří řádky ve stabilní formě prostřednictvím slabých, ale převládajících vodíkových vazeb mezi nimi. Celulóza vyrobená z rostlin, hub a řas poskytuje tuhou strukturu buněčných stěn rostlin, která také chrání před chorobami. Mnoho zvířat nedokáže strávit celulózu, ale ta, která k tomu mohou použít střevní mikroorganismy a enzymy. K fermentaci dochází v tlustém střevě jiných zvířat a lidí, kteří nemohou trávit celulózu. Zvířata produkují podobný polysacharid, chitin, vyrobený z modifikovaného monosacharidu. Chitin zahrnuje exoskeletony. Celulóza i chitin tvoří kompaktní jednotky pro skladování energie.
Další polysacharid, glykogen, lze rychle rozložit ze své kompaktní formy na monosacharidy tvořící glukózu. Lidé ukládají glykogen jako rychlý zdroj energie v játrech a svalech. Pektiny, arabinoxylany, xyloglukany a glukomanany představují další komplexní polysacharidy. Monosacharidy jsou rozpustné ve vodě, ale mnoho polysacharidů má špatnou rozpustnost ve vodě. Polysacharidy mohou tvořit gely v závislosti na jejich rozpustnosti. Proto se často používají k zahušťování potravin.
Důležitost monosacharidů a polysacharidů
Energii poskytují jak monosacharidy, tak polysacharidy. Monosacharidy rychle získávají energii pro buňky, zatímco polysacharidy poskytují delší skladování energie a strukturální stabilitu. Oba jsou nezbytné pro všechny živé bytosti jako největší zdroj potravy a potravinové energie. Polysacharidy z buněčných stěn tvoří vlákninu, kterou lidé jedí, zatímco monosacharidy zajišťují sladkost potravin. Když lidé jedí, žvýkání rozkládá polysacharidy na menší částice, které nakonec trávením poskytnou jednoduché monosacharidy, které mohou přejít do krve.