탄수화물 분자: 구조, 다양한 유형 및 예

목재의 셀룰로오스와 식품의 탄수화물을 포함한 많은 천연 재료는 폴리머입니다. 이들은 바이오 폴리머라고 불리며, 연결된 작은 유기 분자의 사슬 또는 네트워크로 이루어진 거대한 분자입니다. 가장 중요한 4 가지 생물학적 분자 부류는 단백질, 지질, 핵산 및 탄수화물입니다. 이 기사는 탄수화물이라고 불리는 탄소 원자에 대한 일반적인 개요, 그것이 무엇이며 왜 중요한지 공유합니다.

이름에서 알 수 있듯이 탄수화물은 탄소의 수화물입니다. 이것은 그들이 탄소, 수소 및 산소를 가지고 있음을 의미합니다. 일반적으로 탄수화물 분자의 공식은 CH₂O, 탄수화물의 원소 비율은 C: H: O의 경우 1: 2: 1입니다.

만들기 위해고분자어떤 종류의 모노머가 필요합니다. 모노머는 더 긴 사슬의 구성 요소 인 개별 단위입니다. 탄수화물의 단량체는 단당류입니다. 단당류는 직선 탄소 사슬 또는 고리에서 찾을 수 있습니다. 모든 단당류에는 공식 C가 있습니다.₆H₁₂영형₆. 따라서 그들은 구조 이성질체입니다. 다른 단당류의 예는 아래 섹션에 제공됩니다. 단당류는 단순 당으로 알려진 것입니다.

이당류는 단당류가 합쳐 지도록하는 탈수 반응을 통해 형성됩니다. 계속적인 탈수는 다당류를 형성하기 위해 더 많은 단량체를 추가합니다.

단순 탄수화물을 단순 설탕이라고합니다. 다당류는 복합 탄수화물로 알려진 것입니다. 화학적으로 그것은 3 개 이상의 연결된 당을 의미합니다. 일반적인 이당류 및 다당류의 예가 아래에 나와 있습니다.

포도당은 가장 흔한 탄수화물이며 가장 중요한 탄수화물 중 하나입니다. 포도당은 알 도스 (사슬 형태로 알데히드를 포함 함)와 6 탄당 (6 탄당)입니다. 수용액에서 포도당은 주로 순환 형태로 발견됩니다.

포도당은 이산화탄소와 햇빛을 이용하여 광합성 과정에서 식물에 의해 만들어집니다. 포도당 분자는 식물에 저장하기 위해 전분으로 만들어집니다. 사람들은 식물을 먹음으로써 포도당을 얻습니다.

인간은 에너지를 위해 포도당을 사용합니다. 해당 과정과 세포 호흡 과정은 당신이 먹는 음식에서 에너지를 추출하는 방법으로 세포가 포도당 분자를 분해하도록합니다. 세포 호흡의 결과로 신체의 에너지 통화 인 ATP 분자가 재생됩니다.

과당은 또 다른 일반적인 단당류입니다. 음식과 음료에서 "고 과당"에 대해 들어 보셨을 것입니다. 이것이 그들이 말하는 과당입니다! 과당은 포도당과 같은 육당이지만 알 도스가 아닌 케토 오스입니다. 일반 설탕은 포도당 분자와 과당 분자로 구성된 이당류입니다. 테이블 설탕은 화학적으로 자당으로 알려져 있으며 아래에서 더 자세히 읽을 수 있습니다.

Galactose는 aldose와 hexose 인 또 다른 단당류입니다. 일반적으로 완두콩에서 단당류로 발견됩니다.

갈락토스 혈증은 갈락토스를 포도당으로 전환하는 데 필요한 효소가 존재하지 않는 질병입니다. 이것은 조기에 잡히지 않으면 신생아에게 큰 문제입니다. 효소가 없으면 혈중 갈락토스 수치가 높고 체중 감소와 황달을 포함한 다양한 증상을 유발할 수 있습니다. 조기에 발견되면 모든 갈락토스 공급원을 어린이의 식단에서 제거 할 수 있습니다. 결국 아이는 갈락토스 대사를위한 대체 경로를 개발합니다.

이 설탕을 다른 유형의 중요한 생물학적 거대 분자 인 핵산의 일부로 들어 보셨을 것입니다. 리보스와 데 옥시 리보스는 핵산의 중요한 부분입니다. 그들은 당-인산 백본을 구성합니다. Ribose는 RNA에서 발견되고 deoxyribose는 DNA에서 발견됩니다.

이당류는탈수 반응. 예를 들어, 두 개의 포도당 분자가 이당류를 형성하면 한 포도당의 알코올 그룹과 다른 알코올의 알코올 그룹의 수소가 물을 형성합니다. 남은 것은 두 단량체 사이의 산소를 통한 결합입니다. 이 연결을 글리코 시드 연결 또는 글리코 시드 결합이라고합니다.

이당류는 인간에 의해 대사 될 수 없습니다. 왜? 음, 이당류는 너무 커서 세포막을 통과 할 수 없습니다. 결과적으로 모든 이당류 (또는 더 큰 사슬)는 먼저 효소에 의해 분해되어야합니다. 그 후에 구성 단당류가 대사 될 수 있습니다.

당신은 아마도 자당에 대해 매우 잘 알고있을 것입니다. 자당은 테이블 설탕 또는 그냥 설탕으로도 알려져 있습니다. 자당은 케이크를 만들 때 혼합물에 첨가하는 설탕입니다.

자당은 포도당과 과당이 이당류를 형성 할 때 만들어집니다. 과당이 자당보다 더 달기 때문에 자당이 구성 부분으로 가수 분해되면 용액이 더 달콤 해집니다. 꿀벌은 자당을 포도당과 과당으로 가수 분해합니다. 그래서 꿀이 너무 달아요.

자당을 분해하려면 자당 효소가 필요합니다.

유당은 우유에서 발견되는 설탕입니다. 인간과 다른 포유류의 우유에서 발견됩니다. 유당은 갈락토스와 포도당으로 구성됩니다. 그것은 설탕만큼 달지 않습니다 (우유는 설탕만큼 달지 않기 때문에 아마도 짐작할 수 있듯이).

유당을 구성 부분으로 분해하려면 효소 락타아제가 필요합니다. 락타아제가없는 사람은 "락토스 불내성"이라고합니다. 많은 사람들이 유당 불내성입니다. 그들은 그것을 모를 수도 있습니다.

Maltose는 두 개의 포도당 단량체로 형성된 이당류입니다. 말토오스를 분해하기 위해서는 인체에 ​​말타아제 효소가 필요합니다.

다당류는 많은 글리코 시드 연결로 연결된 단당류의 사슬입니다. 다당류는 식물에 구조를 제공하고 에너지를 저장하는 등 다양한 기능을 수행하기 때문에 살아있는 유기체에서 발견되는 가장 풍부한 탄수화물 분자입니다.

그들은 한 포도당 분자의 알코올 (-OH) 그룹과 다른 포도당 분자의 알코올 그룹 사이의 반응에 의해 형성되어 연결을 만듭니다. 이러한 연결은 단당류 사이에서 반복적으로 이루어집니다. 이러한 유형의 반응을 축 중합 반응 (또는 탈수 합성)이라고합니다. 물 분자는 한 알코올의 OH 작용기와 다른 알코올의 H로 형성되기 때문입니다. 알코올.

전분은 인간의 식단에서 많은 부분을 차지하기 때문에 가장 중요한 탄수화물 중 하나입니다. 전분은 식물, 특히 괴경 (감자를 생각해보십시오)에 포도당을 저장하는 고분자입니다. 인간은 전분을 에너지로 먹을 수 있지만 식물은 전분을 분해하여 광합성을 많이 할 수 없을 때 포도당을 에너지로 사용할 수도 있습니다.

이 다당류는 아밀로스 (포도당 사슬)와 아밀로펙틴 (포도당 분지 사슬)로 구성됩니다.

전분을 분해하기 위해 인체는 집합 적으로 아밀라제라고하는 많은 효소를 사용합니다. 이 효소는 전분의 긴 사슬을 인체가 대사 할 수있는 작은 단위로 분해합니다. 아밀라제는 입에서 찾을 수 있습니다. 그래서 입에서 소화가 시작됩니다.

셀룰로오스는 식물에서 발견되는 탄수화물입니다. 그것은 식물 세포 벽의 중요한 구조적 구성 요소입니다. 면화와 같은 다른 식물성 섬유에서도 찾을 수 있습니다. 셀룰로오스가 없으면 식물은 훨씬 더 부실 것입니다.

셀룰로오스는 포도당의 선형 중합체입니다. 셀룰로오스에서 글리코 시드 결합의 특정 형태는 인간이 소화 할 수 없습니다. 따라서 인간은 전분을 먹을 수 있지만 셀룰로오스는 먹을 수 없습니다.

글리코겐은 동물이 에너지를 저장하는 데 사용하는 다당류입니다. 고도로 분지 된 포도당 사슬로 구성된 글리코겐은 주로간에 저장됩니다. 아무것도 먹지 않거나 금식 상태에있을 때 신체는 이러한 저장소에있는 글리코겐을 사용하여 에너지 원으로 필요한 포도당을 얻습니다.