Ogļhidrāti nodrošina enerģiju un struktūru dzīvajām būtnēm. Tie ir izgatavoti no oglekļa, skābekļa un ūdeņraža. Monosaharīdi satur vienkāršākos ogļhidrātus, veidojošās molekulas un satur atsevišķas cukura vienības. Disaharīdi ir izgatavoti no divām cukura vienībām, un polisaharīdos ir vairākas šādas vienības. Monosaharīdi dabā ir reti, bet polisaharīdi ir izplatīti.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Monosaharīdi un polisaharīdi satur ogļhidrātus. Monosaharīdi ir vienkāršas cukura vienības molekulas, turpretī polisaharīdi ir milzīgi, savienojot tūkstošiem cukura vienību. Monosaharīdi nodrošina šūnas ar īslaicīgu enerģiju. Polisaharīdi nodrošina ilgstošu enerģijas uzkrāšanos un stingru struktūru dzīvnieku šūnu sienām un eksoskeletoniem.
Monosaharīdu un polisaharīdu molekulārās īpatnības
Monosaharīdi satur vismaz trīs oglekļa atomus. Heksozes, visbiežāk sastopamie monosaharīdi, satur sešus ogļūdeņražus. Heksozes piemēri ir glikoze, galaktoze un fruktoze. Glikoze ir galvenais enerģijas avots šūnu elpošanā, tās mazais izmērs piešķir spēju iekļūt šūnu membrānās. Fruktoze kalpo kā uzglabāšanas cukurs. Pentozes satur piecus oglekļus (piemēram, ribozi un dezoksiribozu), bet triozes satur trīs oglekļus (piemēram, gliceraldehīdu). Monosaharīdi ir diezgan mazi un veido vai nu ķēdes, vai gredzenu struktūras. Polisaharīdi tomēr satur simtiem vai pat tūkstošiem monosaharīdu un lielu molekulmasu.
Enerģijas pieejamība un uzglabāšana
Kamēr monosaharīdi, piemēram, glikoze, nodrošina īstermiņa enerģiju, polisaharīdi nodrošina ilgāku enerģijas uzglabāšanu. Šūnas ātri izmanto monosaharīdus. Molekulas var saistīties ar šūnu membrānas lipīdiem un palīdzēt signalizācijā. Bet ilgākai glabāšanai monosaharīdi kondensācijas polimerizācijas ceļā jāpārveido vai nu par disaharīdiem, vai par polisaharīdiem. Polisaharīdi kļūst pārāk lieli, lai šķērsotu šūnas membrānu, tāpēc to uzglabāšanas iespējas. Cietes apzīmē polisaharīdus, ko augi un to sēklas izmanto enerģijas uzkrāšanai. Cietes ir izgatavotas no glikozes polimēriem, amilozes un amilopektīna. Polisaharīdus šūnā var sadalīt vai hidrolizēt, jo enerģija ir nepieciešama monosaharīdu formā. Šādi dzīvnieki izmanto augu cietes, lai iegūtu glikozi vielmaiņai.
Polisaharīdu struktūras un funkcijas
Celuloze, visplašākais polisaharīds un organiskā molekula, var saturēt 50 procentus no pasaules oglekļa. Celulozes bāzes monosaharīds ir glikoze. Taisnās celulozes molekulas veido rindas stabilā formā, izmantojot vājās, bet izplatītās ūdeņraža saites starp tām. Augu, sēņu un aļģu izgatavotā celuloze nodrošina stingru augu šūnu sieniņu struktūru, kas aizsargā arī pret slimībām. Daudzi dzīvnieki nevar sagremot celulozi, bet tie, kas uzdevuma veikšanai var izmantot zarnu mikroorganismus un fermentus. Fermentācija notiek citu dzīvnieku un cilvēku resnajā zarnā, kas nespēj sagremot celulozi. Dzīvnieki ražo līdzīgu polisaharīdu, hitīnu, kas izgatavots no modificēta monosaharīda. Hitīns sastāv no eksoskeletoniem. Gan celuloze, gan hitīns veido kompaktas enerģijas uzkrāšanas vienības.
Citu polisaharīdu - glikogēnu - no tā kompaktās formas var ātri sadalīt tā sastāvā esošajos glikozes monosaharīdos. Cilvēki glabā glikogēnu kā ātru enerģijas avotu aknās un muskuļos. Pektīni, arabinoksilāni, ksiloglukāni un glikomannāni ir papildu kompleksi polisaharīdi. Monosaharīdi šķīst ūdenī, bet daudziem polisaharīdiem ir slikta šķīdība ūdenī. Polisaharīdi var veidot želejas atkarībā no to šķīdības. Tāpēc tos bieži izmanto pārtikas sabiezēšanai.
Monosaharīdu un polisaharīdu nozīme
Gan monosaharīdi, gan polisaharīdi nodrošina enerģiju. Monosaharīdi ātri dod enerģiju šūnām, savukārt polisaharīdi nodrošina ilgāku enerģijas uzkrāšanos un strukturālu stabilitāti. Abi ir būtiski visām dzīvajām būtnēm kā lielākais pārtikas un pārtikas enerģijas avots. Šūnu sieniņu polisaharīdi veido šķiedrvielu, ko cilvēki ēd, savukārt monosaharīdi nodrošina saldumu pārtikā. Cilvēkiem ēdot, košļājot, polisaharīdi sadalās mazākās daļiņās, kas galu galā, gremojot, izdala vienkāršos monosaharīdus, kas var nokļūt asinīs.