Glucidele furnizează energie și structură ființelor vii. Sunt fabricate din carbon, oxigen și hidrogen. Monozaharidele cuprind cei mai simpli carbohidrați, moleculele elementare, și conțin unități unice de zahăr. Dzaharidele sunt formate din două unități de zahăr, iar polizaharidele conțin mai multe astfel de unități. Monozaharidele sunt rare în natură, în timp ce polizaharidele sunt predominante.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Monozaharidele și polizaharidele cuprind carbohidrați. Monozaharidele sunt molecule simple de zahăr, în timp ce polizaharidele sunt enorme, legând mii de unități de zahăr. Monozaharidele furnizează celulelor energie pe termen scurt. Polizaharidele asigură stocarea energiei pe termen lung și o structură rigidă pereților celulari și exoscheletelor animalelor.
Caracteristici moleculare ale monozaharidelor și polizaharidelor
Monozaharidele conțin cel puțin trei atomi de carbon. Hexozele, cele mai frecvente monozaharide, conțin șase atomi de carbon. Exemple de hexoze includ glucoza, galactoza și fructoza. Glucoza reprezintă sursa principală de energie în respirația celulară, dimensiunea redusă conferindu-i capacitatea de a pătrunde în membranele celulare. Fructoza servește ca zahăr de depozitare. Pentozele conțin cinci atomi de carbon (cum ar fi riboză și dezoxiriboză), iar triozele conțin trei atomi de carbon (cum ar fi gliceraldehida). Monozaharidele sunt destul de mici și formează structuri în lanț sau inel. Cu toate acestea, polizaharidele conțin sute sau chiar mii de monozaharide și o greutate moleculară ridicată.
Disponibilitatea și stocarea energiei
În timp ce monozaharidele precum glucoza furnizează energie pe termen scurt, polizaharidele asigură stocarea mai lungă a energiei. Celulele folosesc rapid monozaharidele. Moleculele se pot lega de lipidele membranei celulare și pot ajuta la semnalizare. Dar pentru o depozitare mai lungă, monozaharidele trebuie convertite fie în dizaharide, fie polizaharide prin polimerizare prin condensare. Polizaharidele devin prea mari pentru a traversa o membrană celulară, de unde și capacitatea lor de stocare. Amidonul reprezintă polizaharidele folosite de plante și semințele acestora pentru stocarea energiei. Amidonul este format din polimeri de glucoză, amiloză și amilopectină. Polizaharidele pot fi descompuse sau hidrolizate în celulă, deoarece energia este necesară sub formă de monozaharide. Acesta este modul în care animalele folosesc amidon din plante pentru a produce glucoza pentru metabolism.
Structuri și funcții polizaharidice
Celuloza, cea mai abundentă polizaharidă și moleculă organică, poate conține 50% din carbonul mondial. Monozaharida de bază a celulozei este glucoza. Moleculele de celuloză drepte alcătuiesc rânduri într-o formă stabilă prin legăturile de hidrogen slabe, dar predominante dintre ele. Realizată de plante, ciuperci și alge, celuloza asigură structura rigidă a pereților celulari ai plantelor, care protejează și împotriva bolilor. Multe animale nu pot digera celuloza, dar cele care pot folosi microorganisme intestinale și enzime pentru această sarcină. Fermentarea are loc în colonul altor animale și oameni care nu pot digera celuloza. Animalele produc o polizaharidă similară, chitina, fabricată dintr-o monozaharidă modificată. Chitina cuprinde exoscheletele. Atât celuloza, cât și chitina formează unități compacte de stocare a energiei.
O altă polizaharidă, glicogenul, poate fi descompusă rapid din forma sa compactă în monozaharidele sale de glucoză. Oamenii stochează glicogenul ca sursă rapidă de energie în ficat și mușchi. Pectinele, arabinoxilanii, xiloglucanii și glucomananii reprezintă polizaharide complexe suplimentare. Monozaharidele sunt solubile în apă, dar multe polizaharide au o solubilitate slabă în apă. Polizaharidele pot forma geluri, în funcție de solubilitatea lor. Acesta este motivul pentru care sunt adesea folosite pentru îngroșarea alimentelor.
Importanța monozaharidelor și a polizaharidelor
Atât monozaharidele, cât și polizaharidele furnizează energie. Monozaharidele produc energie rapid pentru celule, în timp ce polizaharidele oferă stocare mai mare de energie și stabilitate structurală. Ambele sunt esențiale pentru toate viețuitoarele, fiind cea mai mare sursă de hrană și energie alimentară. Polizaharidele din pereții celulari alcătuiesc fibrele pe care le consumă oamenii, în timp ce monozaharidele asigură dulceața alimentelor. Pe măsură ce oamenii mănâncă, mestecarea descompune polizaharidele în particule mai mici, care, în cele din urmă, prin digestie, produc simplu monozaharide care pot trece în sânge.