Kolhydrater ger energi och struktur till levande saker. De är gjorda av kol, syre och väte. Monosackarider innehåller de enklaste kolhydraterna, byggstenmolekylerna och innehåller enstaka sockerenheter. Disackarider är gjorda av två sockerenheter och polysackarider innehåller flera sådana enheter. Monosackarider är sällsynta i naturen medan polysackarider är vanliga.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Monosackarider och polysackarider innefattar kolhydrater. Monosackarider är enkla sockerenhetsmolekyler, medan polysackarider är enorma och kopplar tusentals sockerenheter. Monosackarider ger celler kortvarig energi. Polysackarider ger långvarig energilagring och stel struktur för cellväggar och exoskelett hos djur.
Molekylära egenskaper hos monosackarider och polysackarider
Monosackarider innehåller minst tre kolatomer. Hexoser, de vanligaste monosackariderna, innehåller sex kol. Exempel på hexoser inkluderar glukos, galaktos och fruktos. Glukos representerar den huvudsakliga energikällan i cellulär andning, och dess lilla storlek ger möjligheten att komma in i cellmembran. Fruktos fungerar som lagringssocker. Pentoser innehåller fem kolatomer (såsom ribos och deoxiribos) och trioser innehåller tre kolatomer (såsom glyceraldehyd). Monosackarider är ganska små och bildar antingen kedja eller ringstrukturer. Polysackarider innehåller emellertid hundratals eller till och med tusentals monosackarider och en hög molekylvikt.
Energitillgänglighet och lagring
Medan monosackarider som glukos ger kortvarig energi, ger polysackarider längre lagring av energi. Celler använder monosackarider snabbt. Molekylerna kan bindas till cellmembranlipider och underlätta signalering. Men för längre lagring måste monosackarider omvandlas till antingen disackarider eller polysackarider via kondenspolymerisation. Polysackariderna blir för stora för att passera ett cellmembran, varför deras lagringsförmåga. Stärkelse representerar polysackarider som används av växter och deras frön för att lagra energi. Stärkelse är gjord av glukospolymerer, amylos och amylopektin. Polysackarider kan brytas ner eller hydrolyseras i cellen, eftersom energi behövs i form av monosackarider. Så här använder djur stärkelse för att framställa glukos för ämnesomsättningen.
Polysackaridstrukturer och funktioner
Cellulosa, den vanligaste polysackariden och den organiska molekylen, kan innehålla 50 procent av världens kol. Basmonosackariden av cellulosa är glukos. De raka cellulosamolekylerna utgör rader i stabil form via de svaga men utbredda vätebindningarna mellan dem. Tillverkad av växter, svampar och alger, ger cellulosa den styva strukturen hos växtcellväggar, som också skyddar mot sjukdomar. Många djur kan inte smälta cellulosa, men de som kan använda tarmmikroorganismer och enzymer för uppgiften. Jäsning sker i tjocktarmen hos andra djur och människor som inte kan smälta cellulosa. Djur producerar en liknande polysackarid, kitin, tillverkad av en modifierad monosackarid. Kitin består av exoskelett. Både cellulosa och kitin utgör kompakta energilagringsenheter.
En annan polysackarid, glykogen, kan brytas ned från sin kompakta form snabbt till dess beståndsdelar glukosmonosackarider. Människor lagrar glykogen som en snabb energikälla i levern och musklerna. Pektiner, arabinoxylaner, xyloglukaner och glukomannaner representerar ytterligare komplexa polysackarider. Monosackarider är lösliga i vatten, men många polysackarider har dålig vattenlöslighet i vatten. Polysackarider kan bilda geler, beroende på deras löslighet. Det är därför de ofta används för att tjockna mat.
Betydelsen av monosackarider och polysackarider
Både monosackarider och polysackarider ger energi. Monosackariderna ger energi snabbt för celler, medan polysackarider ger längre energilagring och strukturell stabilitet. Båda är väsentliga för alla levande saker som den största källan till mat och matenergi. Polysackarider från cellväggar utgör fibern som människor äter, medan monosackarider ger sötma i livsmedel. När människor äter bryter tuggning ned polysackarider i mindre partiklar som så småningom ger upphov till enkla monosackarider som kan passera in i blodomloppet.