Süsivesikud annavad elusolenditele energiat ja struktuuri. Need on valmistatud süsinikust, hapnikust ja vesinikust. Monosahhariidid sisaldavad kõige lihtsamaid süsivesikuid, ehitusmaterjali molekule ja sisaldavad üksikuid suhkruühikuid. Disahhariidid on valmistatud kahest suhkruühikust ja polüsahhariidid sisaldavad mitut sellist ühikut. Monosahhariidid on oma olemuselt haruldased, samas kui polüsahhariidid on levinud.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Monosahhariidid ja polüsahhariidid sisaldavad süsivesikuid. Monosahhariidid on lihtsad suhkruühiku molekulid, samas kui polüsahhariidid on tohutud, ühendades tuhandeid suhkruühikuid. Monosahhariidid annavad rakkudele lühiajalist energiat. Polüsahhariidid tagavad loomade rakuseintele ja eksoskelettidele pikaajalise energia salvestamise ja jäiga struktuuri.
Monosahhariidide ja polüsahhariidide molekulaarsed omadused
Monosahhariidid sisaldavad vähemalt kolme süsinikuaatomit. Heksoosid, kõige tavalisemad monosahhariidid, sisaldavad kuut süsinikku. Heksooside näited hõlmavad glükoosi, galaktoosi ja fruktoosi. Glükoos esindab rakuhingamise peamist energiaallikat, selle väike suurus võimaldab tal tungida rakumembraanidesse. Fruktoos toimib säilitussuhkruna. Pentoosid sisaldavad viit süsinikku (nagu riboos ja desoksüriboos) ja trioosid sisaldavad kolme süsinikku (näiteks glütseraldehüüd). Monosahhariidid on üsna väikesed ja moodustavad kas ahela- või ringstruktuuri. Polüsahhariidid sisaldavad aga sadu või isegi tuhandeid monosahhariide ja suure molekulmassiga.
Energia kättesaadavus ja ladustamine
Kui monosahhariidid nagu glükoos annavad lühiajalist energiat, siis polüsahhariidid võimaldavad energiat kauem säilitada. Rakud kasutavad monosahhariide kiiresti. Molekulid võivad seonduda rakumembraani lipiididega ja aidata signaaliülekandes. Kuid pikemaks säilitamiseks tuleb monosahhariidid kondensatsioonpolümerisatsiooni teel muuta kas disahhariidideks või polüsahhariidideks. Polüsahhariidid muutuvad rakumembraani läbimiseks liiga suureks, seega nende ladustamisvõime. Tärklised tähistavad polüsahhariide, mida taimed ja nende seemned kasutavad energia salvestamiseks. Tärklised on valmistatud glükoosipolümeeridest, amüloosist ja amülopektiinist. Polüsahhariide saab rakus lagundada või hüdrolüüsida, kuna energiat on vaja monosahhariidide kujul. Nii kasutavad loomad ainevahetuse jaoks glükoosi saamiseks taimseid tärklisi.
Polüsahhariidide struktuurid ja funktsioonid
Tselluloos, kõige rikkalikum polüsahhariid ja orgaaniline molekul, võib sisaldada 50 protsenti kogu maailma süsinikust. Tselluloosi monosahhariid on glükoos. Sirged tselluloosimolekulid moodustavad nende vahel olevate nõrkade, kuid levinud vesiniksidemete kaudu stabiilsel kujul read. Taimede, seente ja vetikate valmistatud tselluloos tagab taimerakkude seinte jäiga struktuuri, mis kaitseb ka haiguste eest. Paljud loomad ei suuda tselluloosi seedida, kuid need, kes suudavad selle ülesande täitmiseks kasutada soolestiku mikroorganisme ja ensüüme. Fermentatsioon toimub teiste loomade ja inimeste käärsooles, mis ei suuda tselluloosi seedida. Loomad toodavad modifitseeritud monosahhariidist valmistatud sarnast polüsahhariidi kitiini. Kitiin koosneb eksoskelettidest. Nii tselluloos kui ka kitiin moodustavad kompaktsed energiasalvestid.
Veel ühe polüsahhariidi, glükogeeni, saab kompaktsest vormist kiiresti lagundada selle koostisosadeks glükoosmonosahhariidideks. Inimesed salvestavad glükogeeni maksa ja lihaste kiire energiaallikana. Pektiinid, arabinoksülaanid, ksüloglükaanid ja glükomannaanid esindavad täiendavaid kompleksseid polüsahhariide. Monosahhariidid lahustuvad vees, kuid paljudel polüsahhariididel on vees halb lahustuvus. Polüsahhariidid võivad moodustada geele, sõltuvalt nende lahustuvusest. Seetõttu kasutatakse neid sageli toidu paksendamiseks.
Monosahhariidide ja polüsahhariidide tähtsus
Energiat annavad nii monosahhariidid kui polüsahhariidid. Monosahhariidid annavad rakkudele kiiresti energiat, samas kui polüsahhariidid tagavad energia pikema säilitamise ja struktuurse stabiilsuse. Mõlemad on olulised kõigile elusolenditele kui suurimale toidu ja toiduenergia allikale. Rakuseintest pärinevad polüsahhariidid moodustavad kiudainete, mida inimesed söövad, monosahhariidid aga annavad toidus magusust. Inimeste söömise käigus lagundab närimine polüsahhariidid väiksemateks osakesteks, mis lõpuks seedimise käigus annavad lihtsad monosahhariidid, mis võivad vereringesse minna.