Вуглеводи забезпечують енергією та структурою живі істоти. Вони виготовлені з вуглецю, кисню та водню. Моносахариди містять найпростіші вуглеводи, молекули будівельних блоків і містять одиничні одиниці цукру. Дисахариди виготовляються з двох одиниць цукру, а полісахариди містять кілька таких одиниць. Моносахариди рідкісні в природі, тоді як полісахариди переважають.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Моносахариди та полісахариди містять вуглеводи. Моносахариди - це прості молекули одиниць цукру, тоді як полісахариди величезні, що зв’язує тисячі одиниць цукру. Моносахариди забезпечують клітини короткочасною енергією. Полісахариди забезпечують довгострокове зберігання енергії та жорстку структуру клітинних стінок та екзоскелетів тварин.
Молекулярні особливості моносахаридів та полісахаридів
Моносахариди містять щонайменше три атоми вуглецю. Гексози, найпоширеніші моносахариди, містять шість вуглеводнів. Приклади гексоз включають глюкозу, галактозу та фруктозу. Глюкоза є головним джерелом енергії в клітинному диханні, її малі розміри надають їй здатність проникати в клітинні мембрани. Фруктоза служить запасом цукру. Пентози містять п’ять вуглеводнів (наприклад, рибозу та дезоксирибозу), а триози - три вуглецю (наприклад, гліцеральдегід). Моносахариди досить малі і утворюють ланцюгові або кільцеві структури. Однак полісахариди містять сотні або навіть тисячі моносахаридів і мають високу молекулярну масу.
Наявність та зберігання енергії
У той час як моносахариди, такі як глюкоза, забезпечують короткочасну енергію, полісахариди забезпечують більш тривалий запас енергії. Клітини швидко використовують моносахариди. Молекули можуть зв’язуватися з ліпідами клітинних мембран і допомагати в передачі сигналів. Але для більш тривалого зберігання моносахариди повинні бути перетворені в дисахариди або полісахариди шляхом конденсаційної полімеризації. Полісахариди стають занадто великими, щоб перетинати клітинну мембрану, отже, їх здатність до зберігання. Крохмаль являє собою полісахариди, які використовуються рослинами та їх насінням для накопичення енергії. Крохмалі виготовляються з полімерів глюкози, амілози та амілопектину. Полісахариди можуть розщеплюватися або гідролізуватися в клітині, оскільки енергія потрібна у вигляді моносахаридів. Так тварини використовують рослинний крохмаль для вироблення глюкози для метаболізму.
Структури та функції полісахаридів
Целюлоза, найпоширеніший полісахарид та органічна молекула, може містити 50 відсотків вуглецю у світі. Основою моносахариду целюлози є глюкоза. Прямі молекули целюлози складають ряди у стабільній формі через слабкі, але поширені водневі зв’язки між ними. Створена рослинами, грибами та водоростями, целюлоза забезпечує жорстку структуру клітинних стінок рослин, яка також захищає від хвороб. Багато тварин не можуть перетравити целюлозу, але ті, хто може використовувати кишкові мікроорганізми та ферменти для цього. Ферментація відбувається в товстій кишці інших тварин і людей, які не можуть перетравити целюлозу. Тварини виробляють подібний полісахарид - хітин, виготовлений із модифікованого моносахариду. Хітин містить екзоскелети. І целюлоза, і хітин складають компактні накопичувачі енергії.
Інший полісахарид, глікоген, може швидко розщепитись з його компактної форми на складові моносахариди глюкози. Люди зберігають глікоген як швидке джерело енергії в печінці та м’язах. Пектини, арабіноксилани, ксилоглюкани та глюкоманнани представляють додаткові складні полісахариди. Моносахариди розчиняються у воді, але багато полісахариди погано розчиняються у воді у воді. Полісахариди можуть утворювати гелі, залежно від їх розчинності. Ось чому їх часто використовують для згущення продуктів.
Значення моносахаридів та полісахаридів
Як моносахариди, так і полісахариди забезпечують енергією. Моносахариди швидко дають енергію для клітин, тоді як полісахариди забезпечують більш тривале зберігання енергії та структурну стабільність. І те, і інше є важливим для всього живого, як найбільше джерело їжі та харчової енергії. Полісахариди клітинних стінок складають клітковину, яку їдять люди, тоді як моносахариди забезпечують солодкість у продуктах. Поки люди їдять, жування розщеплює полісахариди на більш дрібні частинки, які в результаті перетравлення дають прості моносахариди, які можуть проникати в кров.