Hiilihydraatit kemiallinen rakenne, luokittelu ja toiminnot

Se Hiilihydraatit, Hiilihydraatit tai sakkaridit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka säilyttävät energiaa elävissä olennoissa. Ne ovat runsaimpia biomolekyylejä ja sisältävät: sokerit, tärkkelykset ja selluloosa muun muassa elävien organismien löydettyjen yhdisteiden joukossa.

Fotosynteesiä suorittavat organismit (kasvit, levät ja jotkut bakteerit) ovat luonnon tärkeimmät hiilihydraattituottajat. Näiden sakkaridien rakenne voi olla lineaarinen tai haarautunut, yksinkertainen tai yhdiste, ja siihen voidaan liittyä myös toisen luokan biomolekyylejä.

Esimerkiksi hiilihydraatit voivat liittyä proteiineihin glykoproteiinien muodostamiseksi. Niihin voidaan liittyä myös lipidimolekyyleihin, jotka muodostavat glykolipidejä, biomolekyylejä, jotka muodostavat biologisten kalvojen rakenteen. Hiilihydraatteja on läsnä myös nukleiinihappojen rakenteessa.

Kaikkien elävien olentojen solujen peitossa on tiheä kerros monimutkaisia ​​hiilihydraatteja. Hiilihydraatteja muodostuu monosakkaridien, pienten molekyylien muodostuneista, jotka on muodostettu kolmesta yhdeksän hiiliatomia, jotka ovat yhdistyneitä hydroksyyliryhmiin (-OH), joiden koko ja kokoonpano voi vaihdella.

Kemiallinen rakenne

Hiilihydraatit muodostuvat hiili-, vety- ja happiatomilla. Suurin osa näistä voidaan edustaa empiirinen kaava (CH2O) N, jossa n on molekyylin hiilihiilit. Toisin sanoen hiili-, vety- ja happisuhde on 1: 2: 1 hiilihydraattimolekyyleissä.

Tämä kaava selittää termin "hiilihydraatin" alkuperän, koska komponentit ovat hiiliatomeja ("hiilihyli") ja vesiatomeja (siksi "hydraatti"). Vaikka hiilihydraatit muodostuvat pääasiassa nämä kolme atomia, on joitain hiilihydraatteja typen, fosforin tai rikin kanssa.

Hiilihydraatit ovat perusmuodossaan yksinkertaisia ​​tai monosakkaridisokereita. Nämä yksinkertaiset sokerit voidaan yhdistää toisiinsa monimutkaisempien hiilihydraattien muodostamiseksi.

Kahden yksinkertaisen sokerin yhdistelmä on disakkaridi. Oligosakkaridit sisältävät välillä kahdesta kymmeneen yksinkertaiseen sokeriin, ja polysakkaridit ovat suurimpia hiilihydraatteja, jotka muodostavat yli kymmenen monosakkaridiyksikköä.

Se voi palvella sinua: fenolit tai fenoliyhdisteet: ominaisuudet, tyypit, sovellukset

Hiilihydraattien rakenne määrittää, kuinka energiaa varastoidaan niiden linkkeihin niiden muodostumisen aikana fotosynteesillä ja myös kuinka nämä linkit rikkoutuvat solujen hengityksen aikana.

Luokittelu

Monosakkaridit

Monosakkaridit ovat hiilihydraattien perusyksiköitä, joten ne ovat sakkaridin yksinkertaisin rakenne. Fyysisesti monosakkaridit ovat kiteisiä kiinteitä aineita ilman väriä. Useimmilla on makea maku.

Kemiallisesta näkökulmasta monosakkaridit voivat olla aldehydejä tai ketoneja riippuen siitä, missä karbonyyliryhmä (C = O) sijaitsee lineaarisissa hiilihydraateissa. Rakenteellisesti monosakkaridit voivat muodostaa lineaarisia ketjuja tai suljettuja renkaita.

Koska monosakkaridit ovat hydroksyyliryhmiä, useimmat liukoiset veteen ja liukenemattomat ei-polaarisiin liuottimiin.

Sen rakenteessaan olevien hiilihiilien lukumäärästä riippuen monosakkaridilla on erilaisia ​​nimiä, esimerkiksi: triosa (jos sinulla on 3 C: n atomia), Pentoosi (jos sinulla on 5c) ja niin edelleen.

Kisko

Disakkaridit ovat kaksoisokereita, jotka muodostuvat yhdessä kahdella monosakkaridilla kemiallisessa prosessissa, jota kutsutaan dehydraatiosynteesiksi, koska vesimolekyyli katoaa reaktion aikana. Se tunnetaan myös kondensaatioreaktiona.

Siten disakkaridi on mikä tahansa aine, joka koostuu kahdesta yksinkertaisesta sokerimolekyylistä (monosakkaridista), jotka on kytketty toisiinsa glykosidisen linkin kautta.

Hapoilla on kyky rikkoa nämä sidokset, tästä syystä disakkaridit voidaan sulauttaa vatsassa.

Disakkaridit ovat yleensä liukenevia veteen ja makeisiin, kun ne nautitaan. Kolme tärkeintä disakkaridia ovat sakkaroosi, laktoosi ja maltoosi: sakkaroosi tulee glukoosin ja fruktoosin liitosta; Laktoosi tulee glukoosin ja galaktoosin liitosta; Ja maltoosi tulee kahden glukoosimolekyylin liitosta.

Oligosakkaridit

Oligosakkaridit ovat monimutkaisia ​​polymeerejä, jotka muodostavat muutamat yksinkertaiset sokeriyksiköt, ts. 3–9 monosakkaridia.

Reaktio on sama, joka muodostaa disakkaridit, mutta tulee myös monimutkaisempien sokerimolekyylien (polysakkaridien) repeämisestä.

Se voi palvella sinua: Quintana Roo Flora ja eläimistö

Suurin osa oligosakkarideista löytyy kasveista ja ne toimivat liukoisena kuiduna, mikä voi auttaa estämään ummetusta. Ihmisillä ei kuitenkaan ole entsyymejä sulauttaa niitä enimmäkseen, lukuun ottamatta mallastoa.

Tästä syystä bakteerit voivat hajottaa oligosakkarideja, joita ei alun perin pilkota ohutsuolessa, jotka yleensä asuvat suuren suolen kautta käymisprosessin kautta. Prebiootit täyttävät tämän toiminnon, toimivat ruoana hyödyllisille bakteereille.

Polysakkaridit

Polysakkaridit ovat suurimpia polymeerejä, muodostuu yli 10 (enintään tuhansia) monosakkaridiyksikköä, jotka on järjestetty lineaarisella tai haarautuneella tavalla. Spatiaalisen asennuksen vaihtelut antavat näille sokereille useita ominaisuuksia.

Polysakkaridit voidaan koostua samasta monosakkaridista tai erilaisten monosakkaridien yhdistelmästä. Jos ne muodostavat saman sokerin toistuvat yksiköt, niitä kutsutaan homopolysakkarideiksi, kuten glykogeeni ja tärkkelys, jotka ovat vastaavasti eläinten ja kasvien varastointihiilihydraatteja.

Jos polysakkaridi koostuu eri sokerien yksiköistä, kutsutaan heteropolysakkarideiksi. Suurin osa sisältää vain kaksi erilaista yksikköä ja assosioitu yleensä proteiineihin (glykoproteiineihin, kuten veriplasman gammaglobuliiniin) tai lipideihin (glykolipideihin, kuten gangliasideihin).

Funktiot

Hiilihydraattien neljä päätoimintoa ovat: tarjota energiaa, varastoi energiaa, rakenna makromolekyylejä ja välttää proteiinia ja rasvan hajoamista.

Hiilihydraatit hajoavat ruuansulatuksella yksinkertaisissa sokereissa. Nämä imevät nämä suolistot ja kuljetetaan kaikkiin kehon soluihin, joissa ne hapetetaan energian saamiseksi adenosiinin tryfosfaatin (ATP) muodossa (ATP).

Sokerimolekyylejä, joita ei käytetä energiantuotannossa tiettynä ajankohtana.

Voi palvella sinua: Tribrastinen: Ominaisuudet ja kerroksen muodostuminen

Nukleotidit, nukleiinihappojen perusyksiköt, on glukoosimolekyylejä niiden rakenteessaan. Esimerkiksi useita tärkeitä proteiineja liittyy hiilihydraattimolekyyleihin: stimuloiva follikkelihormoni (FSH), joka puuttuu ovulaatioprosessiin.

Koska hiilihydraatit ovat tärkein energian lähde, niiden nopea hajoaminen estää muita biomolekyylejä hajoamisen energian saamiseksi. Siten, kun sokeritasot ovat normaaleja, proteiinit ja lipidit on suojattu hajoamiselta.

Jotkut hiilihydraatit ovat vesiliukoisia, ne toimivat käytännöllisesti katsoen käytännöllisesti katsoen ja näiden molekyylien hapettuminen on tärkein energiantuotantopolku useimmissa ei -fotosynteettisissä soluissa.

Liukenemattomat hiilihydraatit liittyvät muodostamaan monimutkaisempia rakenteita, jotka toimivat suojeluna. Esimerkiksi: Selluloosa muodostaa kasvisolujen seinämän hemisellus- ja pektiinin kanssa. Kitiini muodostaa sienisoluseinämän ja niveljalkaisten eksoskeleton.

Myös peptidoglykaani muodostaa bakteerien ja syanobakteerien soluseinämän. Eläinten sidekudos ja luurankojen nivel muodostuu polysakkarideilla.

Monet hiilihydraatit ovat kovalenttisesti yhteydessä proteiineihin tai lipideihin, jotka muodostavat monimutkaisempia rakenteita, nimeltään Glyconjugado. Nämä kompleksit toimivat tarroina, jotka määrittävät näiden molekyylien solunsisäisen sijainnin tai metabolisen kohteen

Viitteet

1. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemia (8. ed.-A. W -. H. Freeman ja yritys.
2. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biologia (2. painos.) Pearson Education.
3. Maughan, r. (2009). Hiilihydraattien aineenvaihdunta. Leikkaus, 27(1), 6-10.
4. Nelson, D., Cox, m. & Lehninger, a. (2013). Lehninger -biokemian periaatteet (6^th-A. W -.H. Freeman ja yritys.
5. Salomon, E., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologia (7. ed.) Cengage -oppiminen.