A szénhidrátok energiát és struktúrát adnak az élőlényeknek. Szénből, oxigénből és hidrogénből készülnek. A monoszacharidok a legegyszerűbb szénhidrátokat, az építőelem molekulákat tartalmazzák, és egyetlen cukoregységet tartalmaznak. A diszacharidok két cukoregységből készülnek, és a poliszacharidok több ilyen egységet tartalmaznak. A monoszacharidok ritkák a természetben, míg a poliszacharidok elterjedtek.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A monoszacharidok és a poliszacharidok szénhidrátokat tartalmaznak. A monoszacharidok egyszerű cukormolekulák, míg a poliszacharidok óriási mennyiségűek, és több ezer cukoregységet kapcsolnak össze. A monoszacharidok rövid távú energiával látják el a sejteket. A poliszacharidok hosszú távú energiatárolást és merev szerkezetet biztosítanak az állatok sejtfalainak és exoskeletonjainak.
A monoszacharidok és poliszacharidok molekuláris jellemzői
A monoszacharidok legalább három szénatomot tartalmaznak. A hexózisok, a leggyakoribb monoszacharidok, hat szénatomot tartalmaznak. A hexózokra példák a glükóz, galaktóz és fruktóz. A glükóz képviseli a sejtek légzésének legfőbb energiaforrását, kis mérete lehetővé teszi a sejtmembránokba való bejutást. A fruktóz tárolócukorként szolgál. A pentózok öt szénatomot tartalmaznak (például ribózt és dezoxiribózt), a triózok pedig három szenet (például glicerinaldehidet). A monoszacharidok meglehetősen kicsiek, vagy lánc- vagy gyűrűszerkezetet alkotnak. A poliszacharidok azonban több száz vagy akár több ezer monoszacharidot és nagy molekulatömeget tartalmaznak.
Az energia rendelkezésre állása és tárolása
Míg a monoszacharidok, például a glükóz rövid távú energiát szolgáltatnak, a poliszacharidok hosszabb energiát tárolnak. A sejtek gyorsan használják a monoszacharidokat. A molekulák kötődhetnek a sejtmembrán lipidjeihez és elősegítik a jelátvitelt. De hosszabb tárolás céljából a monoszacharidokat kondenzációs polimerizáció útján diszacharidokká vagy poliszacharidokká kell átalakítani. A poliszacharidok túl nagyok lesznek ahhoz, hogy áthaladjanak a sejtmembránon, ezért tárolási képességük. A keményítők a növények és magjaik által az energia tárolására használt poliszacharidokat képviselik. A keményítők glükózpolimerekből, amilózból és amilopektinből készülnek. A poliszacharidok lebonthatók vagy hidrolizálhatók a sejtben, mivel energiára monoszacharidok formájában van szükség. Az állatok így használják a növényi keményítőket glükóz előállításához az anyagcseréhez.
Poliszacharid szerkezetek és funkciók
A cellulóz, a leggyakoribb poliszacharid és szerves molekula, a világ szén-dioxidjának 50 százalékát tartalmazhatja. A cellulóz bázikus monoszacharidja a glükóz. Az egyenes cellulózmolekulák stabil formában alkotják a sorokat a közöttük lévő gyenge, de elterjedt hidrogénkötések révén. Növények, gombák és algák által készített cellulóz biztosítja a növényi sejtfalak merev szerkezetét, amely szintén véd a betegségektől. Sok állat nem tudja megemészteni a cellulózt, de olyanok, amelyek bél mikroorganizmusokat és enzimeket használhatnak fel a feladatra. Az erjedés más állatok és emberek vastagbélében történik, amelyek nem tudják megemészteni a cellulózt. Az állatok hasonló poliszacharidot, kitint állítanak elő, amelyet módosított monoszacharidból állítanak elő. A kitin exoskeletonokat tartalmaz. A cellulóz és a kitin is kompakt energiatároló egységeket alkot.
Egy másik poliszacharid, a glikogén, kompakt formájából gyorsan lebontható alkotórész glükóz-monoszacharidokká. Az emberek a glikogént gyors energiaforrásként tárolják a májban és az izmokban. A pektinek, az arabinoxilánok, a xiloglükánok és a glükomannánok további komplex poliszacharidokat képviselnek. A monoszacharidok vízben oldódnak, de sok poliszacharid vízben való oldhatósága gyenge. A poliszacharidok oldhatóságuktól függően géleket képezhetnek. Éppen ezért gyakran használják az ételek sűrítésére.
A monoszacharidok és a poliszacharidok jelentősége
A monoszacharidok és a poliszacharidok egyaránt energiát szolgáltatnak. A monoszacharidok gyorsan hoznak energiát a sejtek számára, míg a poliszacharidok hosszabb energiatárolást és strukturális stabilitást biztosítanak. Mindkettő elengedhetetlen minden élőlény számára, mint az élelmiszer és az energia legnagyobb forrása. A sejtfalakból származó poliszacharidok alkotják az ember által elfogyasztott rostokat, míg a monoszacharidok biztosítják az édességet az ételekben. Amint az ember eszik, a rágás során a poliszacharidok kisebb részecskékre bomlanak, amelyek végül az emésztés révén hozzák létre azokat az egyszerű monoszacharidokat, amelyek átjuthatnak a véráramba.