कार्बोहाइड्रेट अणु: संरचना, विभिन्न प्रकार और उदाहरण

कई प्राकृतिक सामग्री बहुलक हैं, जिनमें लकड़ी के सेलूलोज़ और भोजन में कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं। इन्हें बायोपॉलिमर कहा जाता है, और ये जंजीरों या जुड़े हुए छोटे कार्बनिक अणुओं के नेटवर्क से बने विशाल अणु होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण जैविक अणु वर्गों में से चार प्रोटीन, लिपिड, न्यूक्लिक एसिड और कार्बोहाइड्रेट हैं। यह लेख कार्बोहाइड्रेट नामक कार्बन परमाणुओं का एक सामान्य अवलोकन साझा करता है, वे क्या हैं और वे क्यों महत्वपूर्ण हैं।

जैसा कि नाम से पता चलता है, कार्बोहाइड्रेट कार्बन के हाइड्रेट होते हैं। इसका मतलब है कि उनके पास कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन है। सामान्य तौर पर, कार्बोहाइड्रेट अणु का सूत्र CH. होता है₂O, और C: H: O के लिए कार्बोहाइड्रेट का तात्विक अनुपात 1:2:1 है।

बनाने के लिएपॉलीमरकिसी भी प्रकार के, आपको मोनोमर्स की आवश्यकता है। मोनोमर्स व्यक्तिगत इकाइयाँ हैं जो लंबी श्रृंखला के निर्माण खंड हैं। कार्बोहाइड्रेट के मोनोमर्स मोनोसेकेराइड हैं। मोनोसेकेराइड या तो एक सीधी कार्बन श्रृंखला या एक रिंग में पाए जा सकते हैं। सभी मोनोसेकेराइड का सूत्र C. होता है₆एच

डिसाकार्इड्स एक निर्जलीकरण प्रतिक्रिया के माध्यम से बनते हैं जो मोनोसेकेराइड को एक साथ आने की अनुमति देता है। निरंतर निर्जलीकरण के परिणामस्वरूप पॉलीसेकेराइड बनाने के लिए अधिक मोनोमर्स जुड़ते हैं।

सरल कार्बोहाइड्रेट को सरल शर्करा कहा जाता है। पॉलीसेकेराइड वे हैं जिन्हें जटिल कार्बोहाइड्रेट के रूप में जाना जाता है। रासायनिक रूप से, इसका अर्थ है तीन या अधिक जुड़ी हुई शर्करा। सामान्य डिसैकराइड और पॉलीसेकेराइड के उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

ग्लूकोज सबसे आम कार्बोहाइड्रेट है और सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। ग्लूकोज एक एल्डोज है (श्रृंखला के रूप में, इसमें एक एल्डिहाइड होता है) और एक हेक्सोज (छह-कार्बन चीनी)। जलीय घोल में ग्लूकोज मुख्य रूप से चक्रीय रूप में पाया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड और सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके ग्लूकोज बनाया जाता है। ग्लूकोज अणुओं को पौधों में भंडारण के लिए स्टार्च में बनाया जाता है। पौधे खाने से लोगों को ग्लूकोज मिलता है।

मनुष्य ग्लूकोज का उपयोग ऊर्जा के लिए करता है। ग्लाइकोलाइसिस और सेलुलर श्वसन की प्रक्रियाएं कोशिका को आपके द्वारा खाए जाने वाले भोजन से ऊर्जा निकालने के तरीके के रूप में ग्लूकोज अणुओं को तोड़ने की अनुमति देती हैं। सेलुलर श्वसन के परिणामस्वरूप, आप एटीपी अणुओं को पुन: उत्पन्न करते हैं, जो शरीर की ऊर्जा मुद्रा हैं।

फ्रुक्टोज एक और आम मोनोसैकराइड है। आपने खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों में "उच्च फ्रुक्टोज" के बारे में सुना होगा। यह वह फ्रुक्टोज है जिसके बारे में वे बात कर रहे हैं! फ्रुक्टोज ग्लूकोज की तरह ही एक हेक्सोज है, लेकिन यह एल्डोज के बजाय केटोज है। सामान्य टेबल चीनी एक ग्लूकोज अणु और एक फ्रुक्टोज अणु से बना एक डिसैकराइड है। टेबल शुगर को रासायनिक रूप से सुक्रोज के रूप में जाना जाता है, और आप इसके बारे में नीचे पढ़ सकते हैं।

गैलेक्टोज एक अन्य मोनोसेकेराइड है जो एक एल्डोज और एक हेक्सोज है। यह आमतौर पर मटर में मोनोसैकेराइड के रूप में पाया जाता है।

गैलेक्टोसिमिया एक ऐसी बीमारी है जिसमें गैलेक्टोज को ग्लूकोज में बदलने के लिए आवश्यक एंजाइम मौजूद नहीं होता है। जल्दी पकड़ में न आने पर नवजात शिशुओं के लिए यह एक बड़ी समस्या है। एंजाइम के बिना, रक्त गैलेक्टोज का स्तर अधिक होता है और वजन घटाने और पीलिया सहित कई तरह के लक्षण पैदा कर सकता है। यदि जल्दी पता चल जाए तो बच्चे के आहार से गैलेक्टोज के सभी स्रोतों को हटाया जा सकता है। आखिरकार, बच्चा गैलेक्टोज के चयापचय के लिए एक वैकल्पिक मार्ग विकसित करता है।

आपने इस चीनी के बारे में एक अन्य प्रकार के महत्वपूर्ण जैविक मैक्रोमोलेक्यूल के हिस्से के रूप में सुना होगा: न्यूक्लिक एसिड। राइबोज और डीऑक्सीराइबोज न्यूक्लिक एसिड के महत्वपूर्ण भाग हैं। वे शर्करा-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी बनाते हैं। राइबोज आरएनए में पाया जाता है, और डीऑक्सीराइबोज डीएनए में पाया जाता है।

डिसैकराइड का निर्माण a. द्वारा होता हैनिर्जलीकरण प्रतिक्रिया. उदाहरण के लिए, जब दो ग्लूकोज अणु एक डिसैकराइड बनाते हैं, तो एक ग्लूकोज पर अल्कोहल समूह और दूसरे अल्कोहल पर अल्कोहल समूह से हाइड्रोजन पानी बनाता है। जो बचा है वह दो मोनोमर्स के बीच ऑक्सीजन के माध्यम से एक बंधन है। इस जुड़ाव को ग्लाइकोसिडिक लिंकेज या ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड कहा जाता है।

डिसाकार्इड्स को मनुष्यों द्वारा चयापचय नहीं किया जा सकता है। क्यों? खैर, कोशिका झिल्ली से गुजरने के लिए एक डिसैकराइड बहुत बड़ा है। नतीजतन, किसी भी डिसैकराइड (या बड़ी श्रृंखला) को पहले एक एंजाइम द्वारा तोड़ा जाना चाहिए। इसके बाद, घटक मोनोसेकेराइड को चयापचय किया जा सकता है।

आप शायद सुक्रोज से बहुत परिचित हैं। सुक्रोज को टेबल शुगर या सिर्फ चीनी के रूप में भी जाना जाता है। सुक्रोज वह चीनी है जिसे आप केक बनाने की कोशिश करते समय मिश्रण में मिलाते हैं।

सुक्रोज तब बनता है जब ग्लूकोज और फ्रुक्टोज एक डिसैकराइड बनाते हैं। चूंकि फ्रुक्टोज सुक्रोज से अधिक मीठा होता है, जब सुक्रोज को उसके घटक भागों में हाइड्रोलाइज किया जाता है, तो घोल और भी मीठा हो जाता है। मधुमक्खियां सुक्रोज को ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में हाइड्रोलाइज करती हैं। इसलिए शहद इतना मीठा होता है।

सुक्रोज को तोड़ने के लिए, आपके पास एंजाइम सुक्रेज होना चाहिए।

लैक्टोज दूध में पाई जाने वाली चीनी है। यह मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों के दूध में पाया जाता है। लैक्टोज गैलेक्टोज और ग्लूकोज से बना है। यह लगभग सुक्रोज जितना मीठा नहीं है (जैसा कि आप शायद अनुमान लगा सकते हैं, क्योंकि दूध चीनी जितना मीठा नहीं है!)

लैक्टोज को उसके घटक भागों में तोड़ने के लिए, आपको एंजाइम लैक्टेज की आवश्यकता होती है। जिन व्यक्तियों में लैक्टेज नहीं होता है उन्हें "लैक्टोज असहिष्णु" कहा जाता है। बहुत से लोग कुछ हद तक लैक्टोज असहिष्णु हैं; वे शायद इसे नहीं जानते।

माल्टोस दो ग्लूकोज मोनोमर्स द्वारा निर्मित एक डिसैकराइड है। माल्टोज़ को तोड़ने के लिए, मानव शरीर को एंजाइम माल्टेज़ की आवश्यकता होती है।

पॉलीसेकेराइड कई ग्लाइकोसिडिक लिंकेज से जुड़े मोनोसेकेराइड की श्रृंखलाएं हैं। पॉलीसेकेराइड जीवित जीवों में पाए जाने वाले सबसे प्रचुर मात्रा में कार्बोहाइड्रेट अणु हैं क्योंकि वे पौधों को संरचना प्रदान करने और ऊर्जा भंडारण सहित कई प्रकार के कार्य करते हैं।

वे एक ग्लूकोज अणु के अल्कोहल (-OH) समूह और दूसरे ग्लूकोज अणु पर अल्कोहल समूह के बीच प्रतिक्रिया से बनते हैं, जिससे संबंध बनते हैं। ये संबंध मोनोसैकेराइड के बीच बार-बार बनते हैं। इस प्रकार की प्रतिक्रिया को संक्षेपण पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया (या निर्जलीकरण संश्लेषण) कहा जाता है। क्योंकि पानी का अणु एक अल्कोहल के OH कार्यात्मक समूह और दूसरे से H के कार्यात्मक समूह से बनता है शराब।

स्टार्च सबसे महत्वपूर्ण कार्बोहाइड्रेट में से एक है क्योंकि यह मानव आहार का एक बड़ा हिस्सा बनाता है। स्टार्च एक बहुलक है जो पौधों में ग्लूकोज को स्टोर करता है, विशेष रूप से कंद (आलू के बारे में सोचें)। जबकि मनुष्य ऊर्जा के लिए स्टार्च खा सकते हैं, पौधे भी स्टार्च को तोड़ सकते हैं और ऊर्जा के लिए ग्लूकोज का उपयोग कर सकते हैं, जब वे प्रकाश संश्लेषण नहीं कर सकते।

यह पॉलीसेकेराइड एमाइलोज (ग्लूकोज की चेन) और एमाइलोपेक्टिन (ग्लूकोज की ब्रांच्ड चेन) से बना होता है।

स्टार्च को तोड़ने के लिए, मानव शरीर सामूहिक रूप से कई एंजाइमों का उपयोग करता है जिन्हें एमाइलेज के रूप में जाना जाता है। ये एंजाइम स्टार्च की लंबी श्रृंखलाओं को छोटी-छोटी इकाइयों में तोड़ देते हैं जिन्हें मानव शरीर चयापचय कर सकता है। आपके मुंह में एमाइलेज पाए जा सकते हैं। इसलिए आपके मुंह में पाचन क्रिया शुरू हो जाती है।

सेल्युलोज पौधों में पाया जाने वाला एक कार्बोहाइड्रेट है। यह पादप कोशिकाओं की दीवारों का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक है। आप इसे कपास की तरह विभिन्न वनस्पति फाइबर में भी पा सकते हैं। सेल्यूलोज के बिना, पौधे बहुत अधिक फ्लॉपियर होंगे।

सेल्युलोज ग्लूकोज का एक रैखिक बहुलक है। सेल्यूलोज में ग्लाइकोसिडिक लिंकेज की विशेष रचना मानव द्वारा पचने योग्य नहीं है। जैसे, मनुष्य स्टार्च खा सकता है लेकिन सेल्यूलोज नहीं।

ग्लाइकोजन पॉलीसेकेराइड है जिसका उपयोग जानवर ऊर्जा को स्टोर करने के लिए करते हैं। ग्लाइकोजन, जो ग्लूकोज की अत्यधिक शाखित श्रृंखलाओं से बना होता है, मुख्य रूप से यकृत में जमा होता है। जब आप कुछ भी नहीं खा रहे होते हैं या उपवास की स्थिति में होते हैं, तो आपका शरीर ग्लाइकोजन का उपयोग करता है जो इन दुकानों में ऊर्जा के स्रोत के रूप में आवश्यक ग्लूकोज प्राप्त करने के लिए होता है।