Kulhydrater giver energi og struktur til levende ting. De er lavet af kulstof, ilt og brint. Monosaccharider omfatter de enkleste kulhydrater, byggestenmolekylerne og indeholder enkelt sukker. Disaccharider er lavet af to sukkerenheder, og polysaccharider indeholder flere sådanne enheder. Monosaccharider er sjældne i naturen, mens polysaccharider er udbredte.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Monosaccharider og polysaccharider omfatter kulhydrater. Monosaccharider er enkle sukkerenhedsmolekyler, mens polysaccharider er enorme og forbinder tusinder af sukkerenheder. Monosaccharider forsyner celler med kortvarig energi. Polysaccharider giver langvarig energilagring og stiv struktur til cellevægge og eksoskeletter af dyr.
Molekylære træk ved monosaccharider og polysaccharider
Monosaccharider indeholder mindst tre carbonatomer. Hexoser, de mest almindelige monosaccharider, indeholder seks carbonatomer. Eksempler på hexoser indbefatter glucose, galactose og fruktose. Glukose repræsenterer den vigtigste kilde til energi i cellulær respiration, idet dens lille størrelse giver det muligheden for at komme ind i cellemembraner. Fruktose fungerer som opbevaringssukker. Pentoser indeholder fem carbonatomer (såsom ribose og deoxyribose), og trioser indeholder tre carbonatomer (såsom glyceraldehyd). Monosaccharider er ret små og danner enten kæde- eller ringstrukturer. Polysaccharider indeholder imidlertid hundreder eller endda tusinder af monosaccharider og en høj molekylvægt.
Energitilgængelighed og opbevaring
Mens monosaccharider såsom glukose tilvejebringer kortvarig energi, giver polysaccharider længere energilagring. Celler bruger hurtigt monosaccharider. Molekylerne kan binde til cellemembranlipider og hjælpe med signalering. Men ved længere opbevaring skal monosaccharider omdannes til enten disaccharider eller polysaccharider via kondensationspolymerisation. Polysacchariderne bliver for store til at krydse en cellemembran og dermed deres opbevaringsevne. Stivelse repræsenterer polysaccharider, der bruges af planter og deres frø til at lagre energi. Stivelse er lavet af glucosepolymererne, amylose og amylopectin. Polysaccharider kan nedbrydes eller hydrolyseres i cellen, da der er behov for energi i form af monosaccharider. Sådan bruger dyrene stivelse til at fremstille glukose til stofskiftet.
Polysaccharidstrukturer og -funktioner
Cellulose, det mest forekommende polysaccharid og det organiske molekyle, kan indeholde 50 procent af verdens kulstof. Basismonosaccharidet af cellulose er glucose. De lige cellulosemolekyler udgør rækker i en stabil form via de svage, men udbredte hydrogenbindinger imellem dem. Fremstillet af planter, svampe og alger, giver cellulose den stive struktur af plantecellevægge, som også beskytter mod sygdomme. Mange dyr kan ikke fordøje cellulose, men dem, der kan bruge tarmmikroorganismer og enzymer til opgaven. Fermentering forekommer i tyktarmen hos andre dyr og mennesker, der ikke kan fordøje cellulose. Dyr producerer et lignende polysaccharid, chitin, fremstillet af et modificeret monosaccharid. Chitin omfatter eksoskeletter. Både cellulose og chitin udgør kompakte energilagringsenheder.
Et andet polysaccharid, glykogen, kan hurtigt nedbrydes fra dets kompakte form til dets sammensatte glucosemonosaccharider. Mennesker opbevarer glykogen som en hurtig energikilde i leveren og musklerne. Pektiner, arabinoxylaner, xyloglucaner og glucomannaner repræsenterer yderligere komplekse polysaccharider. Monosaccharider er opløselige i vand, men mange polysaccharider har dårlig vandopløselighed i vand. Polysaccharider kan danne geler afhængigt af deres opløselighed. Derfor bruges de ofte til at tykke mad.
Betydningen af monosaccharider og polysaccharider
Både monosaccharider og polysaccharider giver energi. Monosacchariderne giver energi hurtigt til celler, mens polysaccharider giver længere energilagring og strukturel stabilitet. Begge er vigtige for alle levende ting som den største kilde til mad og madenergi. Polysaccharider fra cellevægge udgør den fiber, som mennesker spiser, mens monosaccharider giver sødme i fødevarer. Når mennesker spiser, nedbryder tygning polysaccharider i mindre partikler, der til sidst gennem fordøjelsen giver de enkle monosaccharider, der kan passere ind i blodbanen.