Die Unterschiede zwischen Monosacchariden und Polysacchariden

Kohlenhydrate liefern den Lebewesen Energie und Struktur. Sie bestehen aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Monosaccharide umfassen die einfachsten Kohlenhydrate, die Bausteinmoleküle, und enthalten einzelne Zuckereinheiten. Disaccharide bestehen aus zwei Zuckereinheiten und Polysaccharide enthalten mehrere solcher Einheiten. Monosaccharide sind in der Natur selten, während Polysaccharide weit verbreitet sind.

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Monosaccharide und Polysaccharide umfassen Kohlenhydrate. Monosaccharide sind einfache Zuckerbausteine, während Polysaccharide enorm sind und Tausende von Zuckerbausteinen verbinden. Monosaccharide versorgen Zellen mit kurzfristiger Energie. Polysaccharide bieten den Zellwänden und Exoskeletten von Tieren eine langfristige Energiespeicherung und eine starre Struktur.

Monosaccharide enthalten mindestens drei Kohlenstoffatome. Hexosen, die am häufigsten vorkommenden Monosaccharide, enthalten sechs Kohlenstoffatome. Beispiele für Hexosen umfassen Glucose, Galactose und Fructose. Glukose stellt die Hauptenergiequelle bei der Zellatmung dar, da ihre geringe Größe ihr die Fähigkeit verleiht, in die Zellmembranen einzudringen. Fructose dient als Speicherzucker. Pentosen enthalten fünf Kohlenstoffe (wie Ribose und Desoxyribose) und Triosen enthalten drei Kohlenstoffe (wie Glycerinaldehyd). Monosaccharide sind recht klein und bilden entweder Ketten- oder Ringstrukturen. Polysaccharide enthalten jedoch Hunderte oder sogar Tausende von Monosacchariden und ein hohes Molekulargewicht.

Während Monosaccharide wie Glukose kurzfristig Energie liefern, sorgen Polysaccharide für eine längere Energiespeicherung. Zellen verwenden schnell Monosaccharide. Die Moleküle können an Zellmembranlipide binden und bei der Signalübertragung helfen. Für eine längere Lagerung müssen Monosaccharide jedoch durch Kondensationspolymerisation entweder in Disaccharide oder Polysaccharide umgewandelt werden. Die Polysaccharide werden zu groß, um eine Zellmembran zu durchqueren, daher ihre Speicherfähigkeit. Stärken stellen Polysaccharide dar, die von Pflanzen und ihren Samen zur Energiespeicherung verwendet werden. Stärken bestehen aus den Glucosepolymeren Amylose und Amylopektin. Polysaccharide können in der Zelle abgebaut oder hydrolysiert werden, da Energie in Form von Monosacchariden benötigt wird. Auf diese Weise verwenden Tiere Pflanzenstärken, um Glukose für den Stoffwechsel herzustellen.

Cellulose, das am häufigsten vorkommende Polysaccharid und organische Molekül, kann 50 Prozent des weltweiten Kohlenstoffs enthalten. Das Basismonosaccharid der Cellulose ist Glucose. Die geraden Zellulosemoleküle bilden über die schwachen, aber vorherrschenden Wasserstoffbrücken zwischen ihnen Reihen in stabiler Form. Zellulose wird aus Pflanzen, Pilzen und Algen hergestellt und sorgt für die feste Struktur pflanzlicher Zellwände, die auch vor Krankheiten schützen. Viele Tiere können Zellulose nicht verdauen, aber solche, die Darmmikroorganismen und Enzyme für diese Aufgabe verwenden können. Die Fermentation erfolgt im Dickdarm anderer Tiere und Menschen, die Zellulose nicht verdauen können. Tiere produzieren ein ähnliches Polysaccharid, Chitin, das aus einem modifizierten Monosaccharid besteht. Chitin besteht aus Exoskeletten. Sowohl Zellulose als auch Chitin bilden kompakte Energiespeicher.

Ein weiteres Polysaccharid, Glykogen, kann aus seiner kompakten Form schnell in seine Bestandteile Glukosemonosaccharide zerlegt werden. Der Mensch speichert Glykogen als schnelle Energiequelle in Leber und Muskeln. Pektine, Arabinoxylane, Xyloglucane und Glucomannane stellen weitere komplexe Polysaccharide dar. Monosaccharide sind in Wasser löslich, aber viele Polysaccharide haben eine schlechte Wasserlöslichkeit in Wasser. Polysaccharide können je nach Löslichkeit Gele bilden. Aus diesem Grund werden sie häufig zum Andicken von Lebensmitteln verwendet.

Sowohl Monosaccharide als auch Polysaccharide liefern Energie. Die Monosaccharide liefern den Zellen schnell Energie, während Polysaccharide für eine längere Energiespeicherung und strukturelle Stabilität sorgen. Beide sind für alle Lebewesen als die größte Nahrungs- und Energiequelle unverzichtbar. Polysaccharide aus Zellwänden bilden die Ballaststoffe, die der Mensch isst, während Monosaccharide die Süße in Lebensmitteln liefern. Wenn der Mensch isst, zerlegt das Kauen Polysaccharide in kleinere Partikel, die schließlich durch die Verdauung die einfachen Monosaccharide ergeben, die in den Blutkreislauf gelangen können.