Carbohidrați - structură, tipuri, semnificație biologică

Majoritatea materiei organice a Pământului este alcătuită din carbohidrați, care sunt produși de plante din dioxid de carbon și apă prin fotosinteză folosind energia luminii solare. Acestea se găsesc atât în floră (peretele celular, scheletul solid, substanțele nutritive de rezervă, zahărul în plasmă), cât și în fauna (stocată din nutrienții plantelor, dar numai în cantități mici, transformate mai degrabă în grăsimi).

Monozaharide: triozele tri-carbonice sunt în esență produse de oxidare ale glicerinei. Reprezentantul lor tipic este gliceraldehida - nu apare în celulă în stare liberă, este un intermediar, ci mai degrabă sub formă de gliceraldehidă-3-fosfat. Din punct de vedere biologic, pentozele cu cinci atomi de carbon sunt cele mai importante. Riboză, dezoxiriboză (H pe H2 este -OH în loc de -OH). Ei formează un ester cu acidul fosforic și sunt astfel implicați în construcția acizilor nucleici. Hexozele cu șase carbon sunt cele mai frecvente monozaharide din lumea vie. Ele apar și în stare liberă în celule. Acestea joacă un rol fundamental în structura di- și polizaharidelor. Glucoza (glucoza) are cea mai mare importanță biologică. Grupa hidroxil glicozidică - alfa sau beta-glucoză - poate fi atașată la primul atom de carbon al inelului său (cu șase membri: 5C, O) în două moduri. Glucoza poate forma esteri cu acidul fosforic, care sunt cunoscuți ca intermediari în procesele biochimice. Este cunoscută și apariția sa liberă, deoarece în carbohidrați transportul glucidelor are loc în primul rând sub formă de glucoză. Fructoza (fructoza) este o hexoză obișnuită la plante. Molecula sa formează un inel cu cinci membri: patru atomi de C și unul de O.

Legături glicozidice se pot forma între două molecule de glucoză prin ieșirea apei - rezultatul este a molecula dizaharidică. Maltoza se formează prin combinarea a două alfa-glucoze (1 - 4). Amidon intermediar - poate fi descompus în continuare în două molecule de glucoză prin hidroliză. Celobioza (un produs intermediar al celulozei) este alcătuită din două beta-glucoze. Combinarea unei molecule de beta-fructoză cu o alfa-glucoză (alfa-beta-1-2) produce zaharoză - cea mai cunoscută dizaharidă (zahăr de cristal) din nutriția umană. Lactoza (zahărul din lapte) din lapte constă dintr-o galactoză (poziția grupului OH asupra glucozei 4 este inversată din glucoză) și o glucoză.

THE polizaharide biologic, ele pot fi împărțite în două grupuri majore. Unele dintre ele sunt substanțe de rezervă - cea mai frecventă este amidonul (produs în timpul fotosintezei, din sute de alfa-glucoză). Acestea sunt stocate în celule sub formă de particule (dimensiunea, forma variază de la specie la specie) împreună cu biocatalizatori. Amidonul este format din amiloză (un lanț spiralat ramificat de molecule de glucoză, 20% amidon) și amilopectină (o ramură ramificată la doisprezece atomi de carbon - deoarece atomul 6 C poate forma, de asemenea, o legătură glicozidică, 80% amidon). Detectarea cu soluția Lugol (poate detecta amiloza). Glicogenul joacă același rol în organismele animale ca amidonul din plante - o sursă de nutrienți. Structura sa este similară cu amilopectina, dar cu mai multe ramuri. Cealaltă grupă (coloana vertebrală solidificatoare) este cea mai comună polizaharidă naturală din celuloză, mii de molecule beta-glucoză. Datorită structurii sale, molecula sa este un lanț lung, neramificat, care este organizat în fascicule, în cadrul cărora se formează legături de hidrogen - molecula este greu de hidrolizat. Doar câțiva erbivori pot folosi celuloza ca hrană. Biodegradarea sa este realizată în principal de bacterii. Chitina este o polizaharidă care conține N, asemănătoare celulozei.