Ogljikovi hidrati živim bitjem zagotavljajo energijo in strukturo. Narejene so iz ogljika, kisika in vodika. Monosaharidi vsebujejo najpreprostejše ogljikove hidrate, molekule gradnikov in vsebujejo posamezne enote sladkorja. Dihaharidi so narejeni iz dveh sladkornih enot, polisaharidi pa vsebujejo več takih enot. Monosaharidi so v naravi redki, medtem ko prevladujejo polisaharidi.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Monosaharidi in polisaharidi vsebujejo ogljikove hidrate. Monosaharidi so enostavne molekule sladkornih enot, medtem ko so polisaharidi ogromni in povezujejo na tisoče sladkornih enot. Monosaharidi celicam zagotavljajo kratkotrajno energijo. Polisaharidi zagotavljajo dolgoročno shranjevanje energije in togo strukturo celičnih sten in eksoskeletov živali.
Molekularne značilnosti monosaharidov in polisaharidov
Monosaharidi vsebujejo vsaj tri atome ogljika. Heksoze, najpogostejši monosaharidi, vsebujejo šest ogljikovih atomov. Primeri heksoz vključujejo glukozo, galaktozo in fruktozo. Glukoza je glavni vir energije v celičnem dihanju, saj ji majhnost omogoča vstop v celične membrane. Fruktoza služi kot skladiščni sladkor. Pentoze vsebujejo pet ogljikov (kot sta riboza in deoksiriboza), trioze pa tri ogljikove (kot je gliceraldehid). Monosaharidi so precej majhni in tvorijo verižne ali obročaste strukture. Polisaharidi pa vsebujejo na stotine ali celo tisoče monosaharidov in visoko molekulsko maso.
Razpoložljivost in shranjevanje energije
Medtem ko monosaharidi, kot je glukoza, zagotavljajo kratkotrajno energijo, polisaharidi zagotavljajo daljše shranjevanje energije. Celice hitro uporabljajo monosaharide. Molekule se lahko vežejo na lipide celične membrane in pomagajo pri signalizaciji. Toda za daljše skladiščenje je treba monosaharide s kondenzacijsko polimerizacijo pretvoriti v disaharide ali polisaharide. Polisaharidi postanejo preveliki, da prečkajo celično membrano, zato njihova sposobnost shranjevanja. Škrob predstavlja polisaharide, ki jih rastline in njihova semena uporabljajo za shranjevanje energije. Škrob je narejen iz polimerov glukoze, amiloze in amilopektina. Polisaharidi se lahko razgradijo ali hidrolizirajo v celici, saj je potrebna energija v obliki monosaharidov. Tako živali iz rastlinskega škroba proizvajajo glukozo za presnovo.
Strukture in funkcije polisaharidov
Celuloza, najpogostejši polisaharid in organska molekula, lahko vsebuje 50 odstotkov svetovnega ogljika. Osnovni monosaharid celuloze je glukoza. Ravne molekule celuloze tvorijo vrstice v stabilni obliki s pomočjo šibkih, vendar razširjenih vodikovih vezi med njimi. Izdelane iz rastlin, gliv in alg, celuloza zagotavlja togo strukturo rastlinskih celičnih sten, ki ščitijo tudi pred boleznimi. Mnoge živali ne morejo prebaviti celuloze, toda tiste, ki lahko za to uporabljajo črevesne mikroorganizme in encime. Fermentacija poteka v debelem črevesu drugih živali in ljudi, ki ne morejo prebaviti celuloze. Živali proizvajajo podoben polisaharid, hitin, narejen iz modificiranega monosaharida. Hitin obsega eksoskelete. Tako celuloza kot hitin tvorita kompaktne enote za shranjevanje energije.
Drugi polisaharid, glikogen, se lahko iz kompaktne oblike hitro razgradi v sestavljene glukozne monosaharide. Ljudje glikogen shranjujemo kot hiter vir energije v jetrih in mišicah. Pektini, arabinoksilani, ksiloglukani in glukomanani predstavljajo dodatne kompleksne polisaharide. Monosaharidi so topni v vodi, vendar imajo številni polisaharidi slabo topnost v vodi. Polisaharidi lahko tvorijo gele, odvisno od njihove topnosti. Zato jih pogosto uporabljajo za zgoščevanje živil.
Pomen monosaharidov in polisaharidov
Tako monosaharidi kot polisaharidi zagotavljajo energijo. Monoharidi celicam hitro dajo energijo, medtem ko polisaharidi zagotavljajo daljše shranjevanje energije in strukturno stabilnost. Oboje je za vsa živa bitja bistvenega pomena kot največji vir hrane in prehranske energije. Polisaharidi iz celičnih sten tvorijo vlaknine, ki jih ljudje jedo, monosaharidi pa zagotavljajo sladkost v hrani. Ko ljudje jedo, žvečenje razgradi polisaharide na manjše delce, ki s prebavo sčasoma dajo enostavne monosaharide, ki lahko preidejo v krvni obtok.