Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Молекулярные особенности моносахаридов и полисахаридов
- Доступность и хранение энергии
- Полисахаридные структуры и функции
- Важность моносахаридов и полисахаридов
Углеводы обеспечивают энергию и структуру для живых существ. Они сделаны из углерода, кислорода и водорода. Моносахариды содержат простейшие углеводы, молекулы строительного блока и содержат единичные единицы сахара. Дисахариды состоят из двух сахарных единиц, а полисахариды содержат несколько таких единиц. Моносахариды редки по природе, в то время как полисахариды распространены.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Моносахариды и полисахариды включают углеводы. Моносахариды - это простые молекулы сахара, тогда как полисахариды огромны, связывая тысячи единиц сахара. Моносахариды дают клеткам кратковременную энергию. Полисахариды обеспечивают долговременное накопление энергии и жесткую структуру клеточных стенок и экзоскелетов животных.
Молекулярные особенности моносахаридов и полисахаридов
Моносахариды содержат не менее трех атомов углерода. Гексозы, наиболее распространенные моносахариды, содержат шесть атомов углерода. Примеры гексоз включают глюкозу, галактозу и фруктозу. Глюкоза представляет собой основной источник энергии для клеточного дыхания, ее небольшой размер дает ей возможность проникать в клеточные мембраны. Фруктоза служит хранилищем сахара. Пентозы содержат пять атомов углерода (такие как рибоза и дезоксирибоза), а триозы содержат три атома углерода (такие как глицеральдегид). Моносахариды довольно малы и образуют цепные или кольцевые структуры. Однако полисахариды содержат сотни или даже тысячи моносахаридов и имеют высокую молекулярную массу.
Доступность и хранение энергии
В то время как моносахариды, такие как глюкоза, обеспечивают кратковременную энергию, полисахариды обеспечивают более длительное накопление энергии. Клетки используют моносахариды быстро. Молекулы могут связываться с липидами клеточной мембраны и помогают в передаче сигналов. Но для более длительного хранения моносахариды должны быть превращены в дисахариды или полисахариды путем конденсационной полимеризации. Полисахариды становятся слишком большими, чтобы пересечь клеточную мембрану, следовательно, их способность к хранению. Крахмалы представляют собой полисахариды, используемые растениями и их семенами для накопления энергии. Крахмалы изготовлены из полимеров глюкозы, амилозы и амилопектина. Полисахариды могут разрушаться или подвергаться гидролизу в клетке, так как требуется энергия в форме моносахаридов. Так животные используют растительные крахмалы для выработки глюкозы для обмена веществ.
Полисахаридные структуры и функции
Целлюлоза, наиболее распространенный полисахарид и органическая молекула, может содержать 50 процентов углерода в мире. Основным моносахаридом целлюлозы является глюкоза. Прямые молекулы целлюлозы образуют ряды в стабильной форме благодаря слабым, но преобладающим водородным связям между ними. Созданная растениями, грибами и водорослями, целлюлоза обеспечивает жесткую структуру клеточных стенок растений, которые также защищают от болезней. Многие животные не могут переваривать целлюлозу, но те, которые могут использовать кишечные микроорганизмы и ферменты для этой задачи. Ферментация происходит в толстой кишке других животных и людей, которые не могут переваривать клетчатку. Животные вырабатывают аналогичный полисахарид хитин, полученный из модифицированного моносахарида. Хитин содержит экзоскелеты. И целлюлоза, и хитин составляют компактные накопители энергии.
Другой полисахарид, гликоген, может быстро разлагаться из своей компактной формы на составляющие его моносахариды глюкозы. Люди хранят гликоген как быстрый источник энергии в печени и мышцах. Пектины, арабиноксиланы, ксилоглюканы и глюкоманнаны представляют собой дополнительные сложные полисахариды. Моносахариды растворимы в воде, но многие полисахариды плохо растворимы в воде. Полисахариды могут образовывать гели в зависимости от их растворимости. Вот почему они часто используются для загущения пищи.
Важность моносахаридов и полисахаридов
И моносахариды, и полисахариды обеспечивают энергию. Моносахариды быстро дают энергию клеткам, в то время как полисахариды обеспечивают более длительное накопление энергии и структурную стабильность. И то, и другое важно для всего живого, потому что это самый большой источник пищи и пищевой энергии. Полисахариды из клеточных стенок составляют волокна, которые люди едят, в то время как моносахариды обеспечивают сладость в продуктах. Когда люди едят, жевание расщепляет полисахариды на более мелкие частицы, которые в результате переваривания образуют простые моносахариды, которые могут попасть в кровоток.