Molecole di carboidrati: struttura, diversi tipi ed esempi

Molti materiali naturali sono polimeri, compresa la cellulosa del legno ei carboidrati negli alimenti. Questi sono chiamati biopolimeri e sono molecole giganti fatte di catene o reti di piccole molecole organiche collegate. Quattro delle più importanti classi di molecole biologiche sono proteine, lipidi, acidi nucleici e carboidrati. Questo articolo condivide una panoramica generale degli atomi di carbonio chiamati carboidrati, cosa sono e perché sono importanti.

Come suggerisce il nome, i carboidrati sono idrati di carbonio. Ciò significa che hanno carbonio, idrogeno e ossigeno. In generale, la formula per una molecola di carboidrati è CH₂O, e il rapporto elementare per un carboidrato è 1:2:1 per C: H: O.

Fare unpolimerodi qualsiasi tipo, hai bisogno di monomeri. I monomeri sono le singole unità che costituiscono gli elementi costitutivi della catena più lunga. I monomeri dei carboidrati sono monosaccaridi. I monosaccaridi possono essere trovati in una catena di carbonio diritta o in un anello. Tutti i monosaccaridi hanno la formula C

I disaccaridi si formano attraverso una reazione di disidratazione che consente ai monosaccaridi di unirsi. La disidratazione continua provoca l'aggiunta di più monomeri per formare un polisaccaride.

I carboidrati semplici sono chiamati zuccheri semplici. I polisaccaridi sono i cosiddetti carboidrati complessi. Chimicamente, ciò significa tre o più zuccheri collegati. Di seguito sono riportati esempi di disaccaridi e polisaccaridi comuni.

Il glucosio è il carboidrato più comune e uno dei più importanti. Il glucosio è un aldoso (nella forma a catena, contiene un'aldeide) e un esoso (zucchero a sei atomi di carbonio). In soluzione acquosa, il glucosio si trova principalmente in forma ciclica.

Il glucosio è prodotto dalle piante durante la fotosintesi utilizzando anidride carbonica e luce solare. Le molecole di glucosio vengono trasformate in amido per la conservazione nelle piante. Le persone ottengono glucosio mangiando piante.

Gli esseri umani usano il glucosio per produrre energia. I processi di glicolisi e respirazione cellulare consentono alla cellula di scomporre le molecole di glucosio come un modo per estrarre energia dal cibo che si mangia. Come risultato della respirazione cellulare, si finisce per rigenerare le molecole di ATP, che sono la valuta energetica del corpo.

Il fruttosio è un altro monosaccaride comune. Potresti aver sentito parlare di "alto contenuto di fruttosio" in cibi e bevande. Questo è il fruttosio di cui stanno parlando! Il fruttosio è un esoso proprio come il glucosio, ma è un chetosio invece di un aldoso. Lo zucchero da tavola comune è un disaccaride costituito da una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio. Lo zucchero da tavola è chimicamente noto come saccarosio e puoi leggere di più su questo di seguito.

Il galattosio è un altro monosaccaride che è un aldoso e un esoso. Si trova comunemente come monosaccaride nei piselli.

La galattosemia è una malattia in cui non è presente l'enzima necessario per convertire il galattosio in glucosio. Questo è un grosso problema per i neonati se non preso in tempo. Senza l'enzima, i livelli di galattosio nel sangue sono alti e possono causare una varietà di sintomi, tra cui perdita di peso e ittero. Se trovato precocemente, tutte le fonti di galattosio possono essere rimosse dalla dieta del bambino. Alla fine, il bambino sviluppa un percorso alternativo per metabolizzare il galattosio.

Potresti aver sentito parlare di questo zucchero come parte di un altro tipo di importante macromolecola biologica: gli acidi nucleici. Il ribosio e il desossiribosio sono parti importanti degli acidi nucleici. Costituiscono la spina dorsale zucchero-fosfato. Il ribosio si trova nell'RNA e il desossiribosio si trova nel DNA.

I disaccaridi si formano attraverso areazione di disidratazione. Ad esempio, quando due molecole di glucosio formano un disaccaride, il gruppo alcolico su un glucosio e l'idrogeno dal gruppo alcolico su un altro alcol formano acqua. Ciò che rimane è un legame attraverso un ossigeno tra i due monomeri. Questo legame è chiamato legame glicosidico o legame glicosidico.

I disaccaridi non possono essere metabolizzati dall'uomo. Perché? Bene, un disaccaride è troppo grande per passare attraverso la membrana cellulare. Di conseguenza, eventuali disaccaridi (o catene più grandi) devono prima essere scomposti da un enzima. Dopo questo, i monosaccaridi costituenti possono essere metabolizzati.

Probabilmente hai molta familiarità con il saccarosio. Il saccarosio è anche conosciuto come zucchero da tavola o semplicemente zucchero. Il saccarosio è lo zucchero che aggiungi al composto quando provi a fare una torta.

Il saccarosio viene prodotto quando glucosio e fruttosio formano un disaccaride. Poiché il fruttosio è più dolce del saccarosio, quando il saccarosio viene idrolizzato nelle sue parti componenti, la soluzione diventa ancora più dolce. Le api idrolizzano il saccarosio in glucosio e fruttosio. Ecco perché il miele è così dolce.

Per scomporre il saccarosio, è necessario disporre dell'enzima sucrasi.

Il lattosio è lo zucchero che si trova nel latte. Si trova nel latte dell'uomo e di altri mammiferi. Il lattosio è composto da galattosio e glucosio. Non è così dolce come il saccarosio (come probabilmente puoi immaginare, dal momento che il latte non è dolce come lo zucchero!).

Per scomporre il lattosio nelle sue parti componenti, è necessario disporre dell'enzima lattasi. Gli individui che non hanno lattasi sono definiti "intolleranti al lattosio". Molte persone sono in qualche modo intolleranti al lattosio; potrebbero semplicemente non saperlo.

Il maltosio è un disaccaride formato da due monomeri di glucosio. Per scomporre il maltosio, il corpo umano ha bisogno dell'enzima maltasi.

I polisaccaridi sono catene di monosaccaridi unite da molti legami glicosidici. I polisaccaridi sono le molecole di carboidrati più abbondanti presenti negli organismi viventi perché svolgono una varietà di funzioni tra cui fornire struttura alle piante e immagazzinare energia.

Sono formati dalla reazione tra il gruppo alcolico (-OH) di una molecola di glucosio e il gruppo alcolico su un'altra molecola di glucosio, creando legami. Questi legami sono fatti più e più volte tra i monosaccaridi. Questo tipo di reazione è chiamata reazione di polimerizzazione a condensazione (o sintesi di disidratazione) perché una molecola d'acqua è formata dal gruppo funzionale OH di un alcol e l'H dall'altro alcol.

L'amido è uno dei carboidrati più importanti in quanto costituisce gran parte della dieta umana. L'amido è un polimero che immagazzina il glucosio nelle piante, in particolare nei tuberi (pensa alle patate). Mentre gli esseri umani possono mangiare l'amido per produrre energia, le piante possono anche scomporre l'amido e utilizzare il glucosio per produrre energia quando non possono fotosintetizzare tanto.

Questo polisaccaride è composto da amilosio (catene di glucosio) e amilopectina (catene ramificate di glucosio).

Per scomporre l'amido, il corpo umano fa uso di molti enzimi noti collettivamente come amilasi. Questi enzimi scompongono le lunghe catene di amido in unità più piccole che il corpo umano può metabolizzare. Le amilasi possono essere trovate nella tua bocca. Ecco perché la digestione inizia in bocca.

La cellulosa è un carboidrato che si trova nelle piante. È un componente strutturale vitale delle pareti delle cellule vegetali. Lo puoi trovare anche in diverse fibre vegetali come quelle del cotone. Senza cellulosa, le piante sarebbero molto più flosce.

La cellulosa è un polimero lineare del glucosio. La particolare conformazione dei legami glicosidici della cellulosa non è digeribile dall'uomo. Pertanto, gli esseri umani possono mangiare l'amido ma non la cellulosa.

Il glicogeno è il polisaccaride che gli animali usano per immagazzinare energia. Il glicogeno, che è costituito da catene di glucosio altamente ramificate, viene immagazzinato principalmente nel fegato. Quando non mangi nulla o sei a digiuno, il tuo corpo usa il glicogeno che si trova in queste riserve per ottenere il glucosio di cui hai bisogno come fonte di energia.